O Blockchain é protegido por vários mecanismos que incluem técnicas avançadas de criptografia, modelos comportamentais e tomada de decisões matemáticas. A tecnologia Blockchain é a estrutura por trás da maioria dos sistemas de moeda digital e é o que impede que tais moedas digitais sejam duplicadas e destruídas.

A utilidade da tecnologia blockchain também está sendo explorada em outros contextos onde a imutabilidade e a segurança dos dados são valiosas. Alguns exemplos incluem registro e rastreamento de dados de doações de caridade, bancos de dados médicos e gerenciamento da cadeia de suprimentos.

No entanto, a segurança do blockchain está longe de ser uma questão simples. Portanto, é muito importante compreender os conceitos e mecanismos básicos que proporcionam uma forte proteção a estes sistemas inovadores.

O conceito de eternidade e consenso

Embora existam muitos recursos que desempenham um papel na segurança associada ao blockchain, os dois recursos mais importantes são os conceitos de consenso e imutabilidade. Consenso refere-se à capacidade dos nós em uma rede distribuída blockchain de concordar sobre o estado da rede e a validade das transações. Geralmente, o processo de obtenção de consenso depende do que é chamado de algoritmo de consenso.

Por outro lado, Imutabilidade, refere-se à capacidade do blockchain de evitar alterações nas transações confirmadas. Embora estas transações estejam frequentemente relacionadas com a transferência de moeda digital, também podem referir-se a outras formas de dados digitais, como o histórico não financeiro.

Combinados, consenso e imutabilidade fornecem uma estrutura para segurança de dados em redes blockchain. Embora o algoritmo de consenso seja o que determina as regras do sistema que devem ser seguidas, e todos os participantes relevantes devam concordar sobre o estado atual da rede - a imutabilidade garante a integridade dos dados e do histórico de transações após cada novo bloco de dados ser confirmado quanto à sua validade .

O papel da criptografia na segurança do Blockchain

Blockchains dependem fortemente da criptografia para garantir a segurança de seus dados. Uma das funções criptográficas muito importantes neste contexto é o hashing. Hashing é um processo em que um algoritmo conhecido como função hash recebe dados de entrada (qualquer tamanho) e produz uma saída predeterminada que possui um valor de comprimento definido.

Independentemente do tamanho da entrada, a saída sempre terá o mesmo comprimento. Se a entrada mudar, a saída mudará de acordo. No entanto, se a entrada não mudar, o resultado do hash será sempre o mesmo - mesmo que a função hash seja executada várias vezes.

No blockchain, o valor de saída, conhecido como hash, é usado como identificador exclusivo para um bloco de dados. O hash de cada bloco resultante está relacionado ao hash do bloco anterior. Além disso, o bloco hash depende dos dados contidos no bloco, o que significa que quaisquer alterações que ocorram nesses dados exigirão alterações no bloco hash.

Portanto, o hash de cada bloco é gerado com base nos dados contidos naquele bloco e no hash do bloco anterior. Esses marcadores hash desempenham um papel importante para garantir a segurança e a imutabilidade do blockchain.

O hash também desempenha um papel no algoritmo de consenso usado para validar transações. Por exemplo, o algoritmo Proof of Work (PoW) usado na blockchain Bitcoin para alcançar consenso e extrair novas moedas usa uma função hash chamada SHA-256. Como o nome sugere, o SHA-256 pega os dados de entrada e produz um hash de 256 bits ou 64 caracteres.

Além de fornecer proteção para o histórico de transações no livro-razão, a criptografia também desempenha um papel na garantia da segurança das carteiras usadas para armazenar moeda digital. Os pares de chaves públicas e privadas que permitem aos usuários receber e enviar pagamentos são criados por meio do uso de criptografia de chave pública ou "assimétrica". A chave privada é utilizada para criar uma assinatura digital para a transação, e permite a autenticação da propriedade das moedas enviadas.

Embora existam muitas propriedades da criptografia assimétrica que não são abordadas neste artigo, essa criptografia assimétrica impede que qualquer pessoa fora do proprietário da chave privada acesse os fundos armazenados em uma carteira de moeda digital e protege os fundos até que o proprietário decida usá-los. eles (desde que a chave privada não seja divulgada e comprometida).

Criptoeconômico

Além disso, além da criptografia, um novo conceito conhecido como criptoeconomia também desempenha um papel na manutenção da segurança das redes blockchain. Relaciona-se a um campo de aprendizagem conhecido como teoria dos jogos. Que é um modelo matemático de tomada de decisões racionais em situações onde as regras e recompensas foram determinadas. Embora a teoria dos jogos tradicional possa ser aplicada a muitos usos, a criptoeconomia modela e descreve especificamente o comportamento dos nós em sistemas distribuídos de blockchain.

Resumidamente, a criptoeconomia é um estudo econômico no âmbito dos protocolos blockchain e dos possíveis resultados do comportamento dos participantes. A segurança proporcionada pela criptoeconomia baseia-se na ideia de que os sistemas blockchain fornecem maiores incentivos para que os nós atuem honestamente do que para se envolverem em comportamentos maliciosos ou ilícitos. Novamente, o algoritmo de consenso de Prova de Trabalho usado na mineração de Bitcoin é um bom exemplo desse tipo de estrutura de incentivos.

Quando Satoshi Nakamoto criou a estrutura para mineração de Bitcoin, ele a projetou intencionalmente para ser um processo caro e que consumisse muitos recursos. Devido à sua complexidade e demandas computacionais, a mineração no algoritmo PoW envolve um enorme investimento de dinheiro e tempo – independentemente de onde e quem está o nó de mineração. Portanto, tal estrutura proporciona uma desvantagem para atividades maliciosas e uma vantagem para atividades de mineração honestas. Nós desonestos ou ineficientes serão rapidamente removidos da rede blockchain, onde mineradores honestos e eficientes têm potencial para ganhar grandes recompensas em blocos.

Da mesma forma, este equilíbrio entre risco e recompensa também proporciona protecção contra potenciais ataques que possam perturbar o consenso. Isso pode ser feito atribuindo a maior parte da proporção de hash da rede blockchain a um grupo ou entidade. Um ataque como esse, conhecido como ataque de 51%, pode ser extremamente prejudicial se for executado com sucesso. Devido à alta competitividade da mineração Proof of Work e ao tamanho da rede Bitcoin, é altamente improvável que alguém com intenções maliciosas consiga obter o controle da maioria dos nós.

Além disso, o custo do poder computacional necessário para obter 51% de controle de uma rede blockchain gigante é astronômico, o que é uma desvantagem direta quando se compara esta enorme quantidade de investimento com a recompensa potencial relativamente pequena. Isso contribui para uma característica do blockchain conhecida como Tolerância a Falhas Bizantinas (BFT), que é essencialmente a capacidade de um sistema distribuído continuar funcionando normalmente se alguns nós estiverem comprometidos ou agirem incorretamente.

Enquanto os custos necessários para fazer com que a maioria dos nós atuem de forma maliciosa não sejam rentáveis ​​e, por outro lado, proporcionem maiores incentivos para que os nós atuem honestamente, o sistema será capaz de continuar a desenvolver-se sem grandes perturbações. É importante saber, no entanto, que pequenas redes blockchain são muito vulneráveis ​​a ataques em massa porque a proporção total de hash dedicada ao sistema é muito inferior à do Bitcoin.

Conclusão

Através do uso combinado da teoria dos jogos e da criptografia, o blockchain pode ter um nível mais alto de segurança como um sistema distribuído. Porém, para conseguir isso, quase todos os sistemas exigem que essas duas áreas do conhecimento sejam aplicadas corretamente. O equilíbrio certo entre descentralização e segurança é essencial para o desenvolvimento de uma rede de moeda digital fiável e eficaz.

À medida que o uso do blockchain evolui, seus sistemas de segurança também mudam para atender às necessidades de diferentes aplicações. Agora, as blockchains privadas estão começando a ser desenvolvidas para empresas e dependem mais da segurança por meio do controle de acesso do que de mecanismos de teoria dos jogos (ou criptoeconômicos) que não são críticos para a segurança das blockchains públicas.