Capítulo

1. Blockchain 101

2. Como funciona o blockchain?

3. Quais são os benefícios do blockchain?

Bab 1 - Blockchain 101

Lista de conteúdos

• O que é blockchain?

• Como os blocos estão conectados?

• Blockchain e descentralização

• Problema dos generais bizantinos

• Por que o blockchain deveria ser descentralizado?

• O que é uma rede ponto a ponto?

• O que são nós blockchain?

• Blockchain público vs. privado

• Como funcionam as transações?

• Como fazer transações Bitcoin

  • Como retirar bitcoins da Binance

  • Como enviar bitcoins da Trust Wallet para a Electrum

• Quem inventou a tecnologia blockchain?

• Prós e contras da tecnologia blockchain

  • Pró

  • Contra

O que é blockchain?

Blockchain é um tipo especial de banco de dados. Você também pode ter ouvido o termo tecnologia de registro distribuído (ou DLT) – em muitos casos, os dois significam a mesma coisa.

A tecnologia blockchain possui certas propriedades únicas. Existem regras que regem 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 blocos. Cada bloco se baseia no anterior e contém uma informação relacionada ao bloco precedente. Ao analisar esses blocos, podemos determinar se um bloco foi criado depois do anterior. Portanto, se continuarmos percorrendo a cadeia até o início, chegaremos ao primeiro bloco — conhecido como bloco gênese.

Para ilustrar, imagine que você tem 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 entrada subsequente. Neste exemplo, o identificador de duas letras KP deve ser usado para preencher a próxima célula na segunda linha (defKP). Isso significa que, se você alterar os dados da primeira célula (abcAA), obterá uma combinação de letras diferente em todas as outras células.

Um banco de dados onde cada entrada está relacionada à anterior.

Analisando a linha 4 agora, o identificador mais recente é TH. Lembra que não é possível voltar e remover ou excluir entradas? Isso porque seria fácil para qualquer pessoa descobrir, então não faz sentido tentar fazer alterações.

Suponha que você altere os dados na primeira célula – você obterá um identificador diferente, o que significa que seu segundo bloco também terá dados diferentes, resultando em um identificador diferente na linha 2 e assim por diante. Essencialmente, TH é o produto de todas as informações que vieram antes dele.

Como os blocos estão conectados?

O que discutimos acima — identificadores de duas letras — é uma analogia simplificada de como as blockchains usam funções hash. O hashing é o elemento que mantém os blocos unidos. Ele funciona pegando dados de qualquer tamanho e passando-os por uma função matemática para produzir uma saída (hash) que sempre tem o mesmo comprimento.

Os hashes usados ​​em blockchains são particularmente interessantes porque é quase impossível encontrar dois conjuntos de dados que produzam exatamente o mesmo resultado. Assim como o nosso identificador acima, uma pequena modificação nos dados de entrada produzirá resultados completamente diferentes.

Vamos ilustrar isso com o SHA256, uma função amplamente utilizada no Bitcoin. Como você pode ver, até mesmo alterar a capitalização das letras é suficiente para aleatorizar a saída.

O fato de não haver colisões conhecidas no SHA256 (ou seja, duas entradas diferentes produzindo a mesma saída) é inestimável no contexto da blockchain. Isso significa que cada bloco pode apontar para o anterior inserindo um hash, e qualquer tentativa de editar um bloco anterior será detectada imediatamente.

Cada bloco possui uma impressão digital do bloco anterior.

Blockchain e descentralização

Já abordamos a estrutura básica do blockchain. Mas quando você ouve as pessoas falarem sobre a tecnologia blockchain, elas provavelmente não estão se referindo apenas ao banco de dados em si, mas sim ao ecossistema construído ao seu redor.

Como estrutura de dados independente, o blockchain só é útil em aplicações adequadas. Ele se torna interessante quando usado como ferramenta para que pessoas desconhecidas se coordenem. Combinado com outras tecnologias e alguns princípios da teoria dos jogos, o blockchain pode funcionar como um livro-razão distribuído, sem o controle de uma única entidade.

Isso significa que ninguém tem autoridade para editar entradas fora das regras do sistema (falaremos mais sobre essas regras adiante). Nesse sentido, você pode pensar no livro-razão como sendo de propriedade simultânea de todos: os participantes concordam com sua forma e aparência em todos os momentos.

Problema dos Generais Bizantinos

Um verdadeiro desafio que dificulta sistemas como o descrito acima é o chamado Problema dos Generais Bizantinos. Proposto originalmente na década de 1980, ele descreve um dilema no qual participantes isolados precisam se comunicar para coordenar suas ações. Um dilema mais específico envolve um grupo de generais militares cercando uma cidade, decidindo se devem atacá-la. Os generais só podem se comunicar por meio de mensageiros.

Cada general deve decidir se ataca ou recua. Não importa se atacam ou recuam; o importante é que todos os generais concordem com uma decisão comum. Se decidirem atacar, só terão sucesso se agirem simultaneamente. Então, como garantimos que isso seja possível?

Você pode dizer, claro que eles poderiam se comunicar por meio de mensageiros. Mas e se esses mensageiros fossem interceptados enquanto carregavam uma mensagem dizendo "atacaremos ao amanhecer", e a mensagem fosse substituída por "atacaremos esta noite"? E se um dos generais traísse os outros e os enganasse deliberadamente para garantir sua derrota?

Todos os generais são bem-sucedidos quando atacam (esquerda). Se alguns recuarem quando outros atacam, serão derrotados (direita).

Precisamos de uma estratégia que permita chegar a um consenso, mesmo que alguns participantes nos traiam ou que as mensagens sejam interceptadas. Embora a incapacidade de manter o banco de dados não seja uma questão de vida ou morte como atacar uma cidade sem reforços, o mesmo princípio se aplica. Se ninguém estiver monitorando o blockchain e fornecendo aos usuários as informações "corretas", então os usuários precisam ser capazes de se comunicar entre si.

Para mitigar a possível falha de um (ou vários) usuários, os mecanismos da blockchain devem ser cuidadosamente projetados para resistir a tais desafios. Sistemas capazes de alcançar esse nível de resistência são chamados de tolerantes a falhas bizantinas. Como veremos adiante, algoritmos de consenso são utilizados para impor regras robustas.

Por que a blockchain deveria ser descentralizada?

É claro que você pode operar sua própria blockchain. Mas provavelmente estará lidando com um banco de dados complexo em comparação com alternativas superiores. O imenso potencial da blockchain pode ser aproveitado em um ambiente descentralizado — ou seja, onde todos os usuários são iguais e estão alinhados. Dessa forma, a blockchain não pode ser excluída ou controlada por terceiros mal-intencionados. Ela se torna uma única fonte de verdade acessível a todos.

O que é uma rede ponto a ponto?

As redes ponto a ponto (P2P) são de nível de usuário (ou de nível geral, no exemplo anterior). Não há administradores, portanto, em vez de contatar um servidor central para trocar informações com outros usuários, os usuários as enviam diretamente aos seus pares.

Considere a imagem abaixo. À esquerda, A precisa enviar uma mensagem através de um servidor para entregá-la a F. No entanto, à direita, eles se conectam sem um intermediário.

Redes centralizadas (esquerda) versus redes descentralizadas (direita).

Normalmente, os servidores armazenam todas as informações que um usuário precisa. Ao acessar a Binance Academy, você está solicitando ao servidor que forneça todos os artigos. Se o site estiver offline, você não poderá visualizá-los. No entanto, se você baixar todo o conteúdo, poderá carregá-lo em seu computador sem precisar solicitar novamente à Binance Academy.

Em essência, é isso que cada participante em uma blockchain faz: todo o banco de dados é armazenado em seu próprio computador. Se alguém sair da rede, outros usuários ainda podem acessar a blockchain e compartilhar informações entre si. Quando um novo bloco é adicionado à cadeia, os dados são propagados por toda a rede, permitindo que todos atualizem sua própria cópia do livro-razão.

Leia nosso artigo intitulado "Redes ponto a ponto explicadas" para uma discussão mais aprofundada sobre esse tipo de rede.

O que é um nó de blockchain?

Em termos simples, um nó é uma máquina conectada a uma rede – ele armazena uma cópia do blockchain e compartilha informações com outras máquinas. Os usuários não precisam lidar com esse processo manualmente. Normalmente, tudo o que precisam fazer é baixar e executar o software blockchain, e o resto é feito automaticamente.

A explicação acima se refere a um nó no sentido mais puro, mas a definição também inclui outros usuários que interagem com a rede de alguma forma. Em criptomoedas, por exemplo, um aplicativo de carteira simples no seu celular também é conhecido como um nó leve.

Blockchain pública vs. privada

Como você sabe, o Bitcoin lançou as bases para o crescimento da indústria blockchain até o que ela é hoje. Desde que o Bitcoin começou a se consolidar como um ativo financeiro legítimo, inovadores têm considerado o potencial da tecnologia em outros campos. O resultado? A exploração do blockchain em diversas aplicações além do setor financeiro.

Chamamos o Bitcoin de blockchain pública. Isso significa que qualquer pessoa pode visualizar as transações nela e, para participar, tudo o que precisa é de uma conexão com a internet e um software. Como não há outros requisitos para participar, podemos chamá-la de ambiente sem permissão.

Em contraste, existe outro tipo de blockchain chamado blockchain privado. Este sistema define regras sobre quem pode visualizar e interagir com o blockchain. Portanto, chamamos-lhe um ambiente com permissões. Embora os blockchains privados possam parecer complexos à primeira vista, têm diversas aplicações importantes, especialmente em ambientes empresariais.

Para aprofundar este tema, pode consultar o artigo Blockchains Públicas, Privadas e de Consórcio - Qual a Diferença?

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Como funcionam as transações?

Se Alice quiser pagar Bob por transferência bancária, ela precisa notificar seu banco. Para simplificar, vamos supor que ambas as partes usem o mesmo banco. O banco verifica se Alice tem fundos suficientes para concluir a transação antes de atualizar seu banco de dados (por exemplo, -$50 para Alice, +$50 para Bob).

Isso não é muito diferente do que acontece com a blockchain. Ambas são bases de dados. A principal diferença é que, na blockchain, nenhuma entidade individual verifica e atualiza os saldos. Todos os nós devem fazê-lo.

Se Alice quiser enviar cinco bitcoins para Bob, ela transmite essa mensagem para a rede. A transação não é adicionada imediatamente ao blockchain — os nós a verão, mas outras ações precisam ser concluídas para que a transação seja confirmada. Veja Como os blocos são adicionados ao blockchain?

Assim que a transação é adicionada ao blockchain, todos os nós podem vê-la. Cada nó atualizará sua cópia do blockchain para acomodar a adição. Agora, Alice não pode mais enviar as mesmas cinco unidades para Carol (fazer isso é chamado de gasto duplo), porque a rede sabe que Alice já as gastou em uma transação anterior.

Aqui não existe nome de usuário ou senha – a criptografia de chave pública é usada para comprovar a propriedade dos fundos. Para receber os fundos, Bob precisa gerar uma chave privada. Uma chave privada é um número aleatório muito longo, praticamente impossível de adivinhar, mesmo que alguém tivesse centenas de anos. No entanto, se ele revelar a chave para alguém, essa pessoa poderá comprovar a propriedade dos fundos (e potencialmente gastá-los). Portanto, é crucial que Bob mantenha a chave privada em segredo.

No entanto, o que Bob deveria fazer é derivar a chave pública a partir da chave privada. Ele poderia então fornecer essa chave pública a qualquer pessoa, já que é praticamente impossível realizar engenharia reversa da chave pública para obter a chave privada. Na maioria dos casos, Bob realizaria outra operação (como hashing) na chave pública para obter o endereço público.

Bob fornecerá a Alice um endereço público para que ela saiba para onde enviar os fundos. Alice cria uma transação que diz "pagar esses fundos para este endereço público". Em seguida, para provar à rede que ela não está tentando gastar fundos que não lhe pertencem, Alice cria uma assinatura digital usando sua chave privada. Qualquer pessoa pode pegar a mensagem assinada por Alice e compará-la com sua chave pública, sabendo com certeza que ela tem o direito de enviar os fundos para Bob.

Como fazer uma transação de Bitcoin

Para ilustrar como você pode fazer uma transação com Bitcoin, vamos imaginar dois cenários diferentes. Primeiro, você está sacando Bitcoin da Binance e, segundo, está enviando fundos da TrustWallet para sua carteira Electrum.

Como sacar bitcoins da Binance

1. Faça login na sua conta Binance. Se você ainda não possui Bitcoin, pode consultar nosso guia sobre Bitcoin e como comprá-lo.

2. Clique em Carteira e selecione Carteira Spot.

3. Clique em "Saque" no menu à esquerda.

4. Selecione a moeda que deseja sacar – neste caso, BTC.

5. Copie o endereço de destino para o seu saque de bitcoin e cole-o no campo "Endereço de recebimento de BTC".

6. Determine o valor do saque.

7. Clique em Enter.

8. Você receberá um e-mail de confirmação em breve. Certifique-se de que o endereço fornecido esteja correto. Caso esteja, confirme a transação.

9. Aguarde até que sua transação seja processada pela blockchain. Você pode acompanhar o status da entrega no menu Histórico de Depósitos e Saques ou usando um explorador de blocos.

Como enviar bitcoins da Trust Wallet para a Electrum

Neste exemplo, enviaremos bitcoins da Trust Wallet para a Electrum.

1. Abra o aplicativo Trust Wallet.

2. Selecione sua conta Bitcoin.

3. Selecione Enviar.

4. Abra sua carteira Electrum.

5. Clique no menu Receber no Electrum e copie o endereço.

Alternativamente, você pode voltar ao Trust Wallet e pressionar o ícone [–] para escanear o código QR do seu endereço Electrum.

6. Cole o endereço Bitcoin no campo "Endereço do destinatário" na Trust Wallet.

7. Determine o valor.

8. Se tudo estiver correto, confirme a transação.

9. Pronto! Aguarde a confirmação da sua transação na blockchain. Você pode acompanhar o status da transação copiando o endereço para um explorador de blocos.

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Quem é o inventor da tecnologia blockchain?

A tecnologia blockchain foi formalizada em 2009 com o lançamento do Bitcoin – a primeira e mais popular blockchain. No entanto, seu criador, sob o pseudônimo de Satoshi Nakamoto, inspirou-se em tecnologias e propostas anteriores.

A tecnologia blockchain faz uso extensivo de funções hash e criptografia, que já existiam décadas antes do lançamento do Bitcoin. Curiosamente, a estrutura da blockchain remonta ao início da década de 1990, embora naquela época fosse usada apenas para registrar a data e hora de documentos, a fim de evitar sua adulteração posterior.

Para aprofundar este tema, consulte o nosso artigo intitulado "História da Blockchain".

Prós e contras da tecnologia blockchain

Uma blockchain bem projetada resolve problemas que afetam as partes interessadas em diversos setores, desde o financeiro até o agrícola. Redes distribuídas oferecem muitas vantagens em relação aos modelos tradicionais cliente-servidor, mas também apresentam algumas desvantagens.

Pró

Um dos benefícios imediatos mencionados no white paper do Bitcoin é a possibilidade de realizar pagamentos sem a intervenção de intermediários. As blockchains de última geração levaram isso ainda mais longe, permitindo que os usuários enviem qualquer tipo de informação. A eliminação de contrapartes significa menos risco para os usuários envolvidos e custos reduzidos, já que não há intermediários para ficar com uma parte da transação.

Como mencionado anteriormente, as redes blockchain públicas também são sem permissão – não há barreiras de entrada, pois ninguém tem controle. Contanto que alguém consiga se conectar à internet, pode interagir com outros participantes da rede.

Muitos argumentariam que a qualidade mais importante de uma blockchain é seu alto nível de resistência à censura. Para desativar um serviço centralizado, um agente malicioso precisa apenas atacar o servidor. No entanto, em uma rede ponto a ponto, cada nó atua como seu próprio servidor.

Um sistema como o Bitcoin possui mais de 10.000 nós visíveis espalhados pelo mundo, tornando praticamente impossível para um atacante, mesmo com muitos recursos, comprometer a rede. Vale ressaltar que também existem muitos nós ocultos, que são invisíveis para a rede em geral.

Esses são alguns benefícios gerais. Existem muitos outros benefícios específicos da blockchain, como você verá no capítulo "Quais são os benefícios da blockchain?".

Contra

A tecnologia blockchain não oferece uma solução para todos os problemas. Embora otimizada para vantagens em uma área, apresenta limitações em outras. O obstáculo mais evidente para a adoção em massa da blockchain é a escalabilidade.

Isso se aplica a todas as redes distribuídas. Como todos os participantes precisam permanecer sincronizados, novas informações não podem ser adicionadas muito rapidamente. Se a velocidade de atualização for muito alta, os nós não conseguirão acompanhar. Portanto, os desenvolvedores tendem a limitar intencionalmente a velocidade de atualização dos blockchains para garantir que o sistema permaneça descentralizado.

Para os usuários da rede, isso pode significar longos períodos de espera se muitas pessoas estiverem tentando realizar transações. Os blocos só podem armazenar uma quantidade limitada de dados; eles não os adicionam à cadeia instantaneamente. Se houver mais transações do que cabem em um bloco, elas precisam esperar pelo próximo bloco.

Outro problema potencial em um ambiente blockchain descentralizado é a dificuldade de atualização do sistema. Ao desenvolver seu próprio software, você pode adicionar novos recursos à vontade, sem precisar colaborar com outros ou pedir permissão para fazer modificações.

Em um ambiente com potencialmente milhões de usuários, fazer alterações torna-se muito mais difícil. Você pode alterar alguns parâmetros de software do seu nó, mas, em última análise, ficará isolado da rede. Se o software modificado for incompatível com outros nós, esses nós saberão disso e se recusarão a interagir com o seu nó.

Suponha que você queira alterar a regra de tamanho do bloco (de 1 MB para 2 MB). Você poderia tentar enviar esse bloco para um nó ao qual está conectado, mas esse nó possui uma regra que diz "não aceite blocos maiores que 1 MB". Se ele aceitar um bloco maior, não o incluirá em sua cópia do blockchain.

A única maneira de promover mudanças é conseguir que a maioria do ecossistema as aceite. Em blockchains de grande porte, discussões intensas podem levar meses — ou até anos — em fóruns antes que as mudanças possam ser coordenadas. Você pode consultar os conceitos de Hard Forks e Soft Forks para obter mais informações sobre isso.

Capítulo 2 - Como funciona a blockchain?

Lista de conteúdos

• Como os blocos são adicionados ao blockchain?

• Mineração (Comprovação de Trabalho)

  • Prova de Trabalho Profissional

  • Prova de Trabalho Kontra

• Staking (Prova de Participação)

  • Prova de participação (Proof of Stake)

  • Prova de participação Kontra

• Outros algoritmos de consenso

• As transações em blockchain são reversíveis?

• O que é escalabilidade em blockchain?

• Por que a blockchain precisa de escalabilidade?

• O que é um fork de blockchain?

  • Garfo macio

  • Garfo rígido

Como os blocos são adicionados ao blockchain?

Até agora, abordamos bastante coisa. Sabemos que os nós são interconectados e mantêm uma cópia do blockchain. Os nós também comunicam informações sobre transações e novos blocos entre si. Já explicamos o que é um nó, mas você pode estar se perguntando: como novos blocos são adicionados ao blockchain?

Não existe uma única fonte que diga aos usuários o que fazer. Como todos os nós têm o mesmo poder, é necessário um mecanismo para decidir quem pode adicionar blocos ao blockchain. Precisamos de um sistema que torne muito caro para os usuários trapacearem e que recompense aqueles que agem honestamente. Todo usuário racional fará o que for economicamente vantajoso para ele.

Como essas redes são sem permissão, a criação de blocos deve ser acessível a qualquer pessoa. Os protocolos geralmente garantem isso exigindo que os usuários participem ativamente — eles devem colocar seu próprio dinheiro em risco. Ao fazer isso, eles podem participar da criação de blocos e, se produzirem um bloco válido, recebem uma recompensa.

No entanto, se tentarem trapacear, todos os usuários da rede ficarão sabendo. Quaisquer ativos que eles tenham investido na rede serão perdidos. Chamamos esse mecanismo de algoritmo de consenso porque ele permite que os participantes da rede cheguem a um consenso sobre qual bloco deve ser adicionado em seguida.

Mineração (Comprovação de Trabalho)

A mineração é, de longe, o algoritmo de consenso mais utilizado. Na mineração, o algoritmo usado é a Prova de Trabalho (PoW). Os usuários devem sacrificar poder computacional para tentar resolver o quebra-cabeça definido pelo protocolo.

Este quebra-cabeça exige que os usuários criem o hash das transações e outras informações contidas no bloco. No entanto, para que o hash seja considerado válido, ele deve ser inferior a um determinado número. Como não há como prever o resultado, os mineradores devem continuar criando hashes de dados ligeiramente modificados até encontrarem uma solução válida.

Obviamente, realizar o hashing de dados repetidamente é caro. Em um blockchain de Prova de Trabalho (PoW), a "participação" que os usuários depositam é o dinheiro investido no computador de mineração e a eletricidade usada para operá-lo. Eles fazem isso na esperança de ganhar uma recompensa por bloco.

Lembra quando discutimos que é praticamente impossível reverter um hash, mas fácil de verificar? Quando um minerador envia um novo bloco para a rede, todos os outros nós o utilizam como entrada para sua função hash. Eles só precisam executá-la uma vez para verificar se o bloco é válido de acordo com as regras do blockchain. Se for inválido, o minerador não recebe recompensa e desperdiça energia elétrica.

A primeira blockchain com Prova de Trabalho (PoW) foi o Bitcoin. Desde a sua criação, muitas outras blockchains adotaram esse mecanismo de PoW.

Prova de Trabalho Profissional

• Após um processo de tentativa e erro, o Proof of Work é, até hoje, o algoritmo de consenso mais maduro e vale centenas de bilhões de dólares.

• Sem permissão – Qualquer pessoa pode participar da mineração e executar um nó para validação.

• Descentralização – os mineradores competem entre si para produzir blocos, o que significa que o poder de processamento nunca é controlado por uma única entidade.

Prova de Trabalho Kontra

• Desperdício de recursos – a mineração consome muita eletricidade.

• Maiores barreiras de entrada – à medida que mais mineradores se juntam à rede, o protocolo aumenta a dificuldade do desafio de mineração. Para se manterem competitivos, os usuários precisam investir em equipamentos melhores, o que certamente não é barato. Isso pode ser um obstáculo para muitos mineradores.

• Ataque de 51% – embora a mineração apoie a descentralização, é possível que um único minerador adquira a maioria do poder de hash. Se isso acontecer, ele poderia, teoricamente, reverter transações e comprometer a segurança do blockchain.

Staking (Prova de Participação)

Em um sistema de Prova de Trabalho (PoW), o único incentivo para agir honestamente é o dinheiro investido em computadores e eletricidade para mineração. Você não terá retorno sobre o investimento se não minerar os blocos corretamente.

Com a Prova de Participação (PoS), não há taxas externas. Também não há mineradores; em vez disso, existem validadores que propõem (ou "forjam") blocos. Os validadores podem usar computadores comuns para gerar novos blocos, mas precisam depositar uma parte significativa de seus fundos para obter esse privilégio. O depósito é feito com a criptomoeda nativa do blockchain, em quantias predeterminadas, de acordo com as regras de cada protocolo.

Diferentes implementações apresentam variações, mas, uma vez que um validador submete uma participação (stake), ele pode ser selecionado aleatoriamente pelo protocolo para anunciar o próximo bloco. Se o fizer corretamente, receberá uma recompensa. Alternativamente, vários validadores podem aprovar o próximo bloco; nesse caso, a recompensa será distribuída proporcionalmente à participação (stake) de cada um.

Blockchains PoS "puras" são mais raras do que DPoS (Delegated Proof of Stake), que exige que os usuários votem em nós (testemunhas) para validar blocos em toda a rede.

Ethereum, a principal blockchain de contratos inteligentes, em breve adotará o Proof of Stake em sua migração para o ETH 2.0.

Prova de participação (Proof of Stake)

• Ecologicamente correto – a pegada de carbono do PoS é muito pequena em comparação com a mineração PoW. O staking elimina as operações de hashing que consomem muita energia.

• Transações mais rápidas – como não há necessidade de gastar poder computacional adicional para resolver os problemas definidos pelo protocolo, alguns defensores do PoS argumentam que isso pode aumentar a taxa de transferência de transações.

• Recompensas e juros por staking – As recompensas por proteger a rede são pagas diretamente aos detentores de tokens, não aos mineradores. Em alguns casos, o PoS permite que os usuários gerem renda passiva na forma de airdrops ou juros, simplesmente fazendo staking de seus fundos.

Prova de participação Kontra

• Relativamente pouco testados – os protocolos PoS não foram testados em larga escala. Podem existir vulnerabilidades ainda não descobertas na sua implementação ou na sua criptoeconomia.

• Plutocracia – há preocupações de que o PoS incentive um ecossistema em que “os ricos ficam mais ricos”, já que os validadores com grandes participações tendem a ganhar mais recompensas.

• Problema do "nada em jogo" – no PoW, os usuários só podem "apostar" em uma única blockchain – eles mineram na blockchain que acreditam ter maior probabilidade de sucesso. Durante um hard fork, eles não podem apostar em múltiplas blockchains com o mesmo poder de hash. No entanto, os validadores no PoS podem operar em múltiplas blockchains com pouco custo adicional, o que pode causar problemas econômicos.

Outros algoritmos de consenso

Prova de Trabalho (PoW) e Prova de Participação (PoS) são os algoritmos de consenso mais comuns, mas existem muitos outros. Alguns sistemas híbridos combinam elementos de ambos, enquanto outros são métodos completamente diferentes.

Não abordaremos esse assunto aqui, mas, caso tenha interesse, você pode conferir os seguintes artigos:

• Explicação do atraso na comprovação da obra

• Explicação do consenso de prova de participação alugada

• Explicação da Comprovação de Autoridade

• Explicação da prova de queimadura

As transações em blockchain são reversíveis?

A blockchain é um banco de dados com um design extremamente robusto. Suas propriedades inerentes tornam extremamente difícil excluir ou modificar dados na blockchain depois de registrados. No caso do Bitcoin e de outras grandes redes, isso é praticamente impossível. Portanto, ao realizar transações em uma blockchain, você deve presumir que elas são imutáveis.

No entanto, existem muitas implementações diferentes de blockchain, e a diferença mais fundamental entre elas reside na forma como alcançam consenso dentro da rede. Isso significa que, em algumas implementações, um grupo relativamente pequeno de participantes pode obter poder suficiente dentro da rede para efetivamente reverter transações. Isso é especialmente verdadeiro para altcoins que operam em redes pequenas (com baixas taxas de hash devido à limitada competição na mineração).

O que é escalabilidade em blockchain?

A escalabilidade da blockchain é geralmente usada como um termo geral para se referir à capacidade de um sistema blockchain de atender à crescente demanda. As blockchains possuem propriedades desejáveis ​​(como descentralização, resistência à censura e imutabilidade). No entanto, para alcançar essas propriedades, algumas concessões precisam ser feitas.

Ao contrário dos sistemas descentralizados, os bancos de dados centralizados podem operar com velocidades e taxas de transferência muito maiores. Isso faz sentido, pois não exigem milhares de nós espalhados pelo mundo para sincronizar com a rede sempre que seu conteúdo é modificado. Os blockchains, por outro lado, têm o problema oposto. Como resultado, a escalabilidade tem sido um tema de intenso debate entre os desenvolvedores de blockchain há anos.

Diversas soluções foram propostas ou implementadas para mitigar algumas das deficiências de desempenho do blockchain. No entanto, até o momento, não existe uma abordagem claramente ideal. Talvez seja necessário testar todas essas soluções diferentes até encontrarmos uma solução para esse problema de escalabilidade.

Em um nível mais amplo, existe uma questão 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)?

Ambas as abordagens podem apresentar vantagens claras. As soluções de escalabilidade on-chain podem reduzir o tamanho das transações ou até mesmo otimizar a forma como os dados são armazenados nos blocos. Já as soluções off-chain agrupam as transações fora da blockchain principal e as adicionam posteriormente. Algumas das soluções off-chain mais conhecidas são as sidechains e os canais de pagamento.

Se você tiver interesse em aprofundar-se neste tópico, pode ler nosso artigo intitulado "Escalabilidade do Blockchain - Sidechains e Canais de Pagamento".

Por que a blockchain precisa de escalabilidade?

Se um sistema blockchain quiser competir com seus rivais em um ambiente centralizado, ele precisa ter um desempenho pelo menos tão bom quanto o deles. No entanto, sendo realista, talvez precise ter um desempenho melhor para incentivar desenvolvedores e usuários a migrarem para plataformas e aplicativos baseados em blockchain.

Em comparação com sistemas centralizados, o uso de blockchain deve ser mais rápido, mais barato e mais fácil tanto para desenvolvedores quanto para usuários. No entanto, alcançar isso sem comprometer as características do blockchain que discutimos anteriormente não é tarefa fácil.

O que é um fork de blockchain?

Assim como qualquer software, as blockchains precisam ser atualizadas para corrigir problemas, adicionar novas regras ou remover as antigas. Como a maioria dos softwares de blockchain é de código aberto, em teoria, qualquer pessoa pode propor atualizações para o software que governa a rede.

Lembre-se de que a blockchain é uma rede distribuída. Quando o software é atualizado, milhares de nós espalhados pelo mundo precisam se comunicar e implementar a nova versão. Mas o que acontece se os participantes discordarem da atualização proposta? Normalmente, não há uma única autoridade decisória, o que leva a soft forks e hard forks.

Garfo macio

Se houver um consenso geral sobre como as atualizações devem ser feitas, o processo é relativamente simples. Nesse cenário, o software é atualizado com alterações retrocompatíveis, o que significa que os nós atualizados ainda podem interagir com os nós não atualizados. No entanto, mesmo assim, espera-se que todos os nós sejam atualizados ao longo do tempo. Isso é chamado de soft fork.

Garfo rígido

Um hard fork é ainda mais complexo. Uma vez implementadas, as novas regras serão incompatíveis com as antigas. Assim, se um nó executando as novas regras tentar interagir com um nó executando as regras antigas, os dois não conseguirão se comunicar. Isso resulta na divisão do blockchain em dois: o software antigo roda na primeira cadeia e as novas regras são implementadas na segunda.

Após um hard fork, haverá essencialmente duas redes diferentes executando dois protocolos diferentes em paralelo. É importante notar que, quando ocorre um fork, os saldos das unidades originais do blockchain são replicados na rede antiga. Portanto, se você tinha saldo na cadeia antiga no momento do fork, você também terá saldo na nova cadeia.

Para saber mais sobre este tópico, você pode ler Hard Fork e Soft Fork.

Capítulo 3 - Quais são os benefícios da blockchain?

Lista de conteúdos

• Blockchain para a cadeia de suprimentos

• Blockchain e a indústria de jogos

• Blockchain para a área da saúde

• Remessas via blockchain

• Blockchain e identidade digital

• Blockchain e Internet das Coisas (IoT)

• Blockchain para governança

• Blockchain para fins beneficentes

• Blockchain para especulação

• Financiamento coletivo com blockchain

• Blockchain e sistemas de arquivos distribuídos

A tecnologia blockchain pode ser usada em diversas áreas. Vamos explorar algumas delas.

Blockchain para a cadeia de suprimentos

Uma cadeia de suprimentos eficiente é fundamental para o sucesso de muitos negócios, lidando com a movimentação de mercadorias de fornecedores a consumidores. A coordenação de múltiplas partes interessadas em certos setores tem se mostrado tradicionalmente um desafio. No entanto, a tecnologia blockchain pode proporcionar um novo nível de transparência nessa área. Para se tornarem mais robustas e confiáveis, diversas indústrias necessitam de ecossistemas de cadeia de suprimentos interoperáveis ​​com um banco de dados imutável.

Se você tiver interesse em saber mais sobre este tópico, acesse Casos de Uso de Blockchain: Cadeia de Suprimentos.

Blockchain e a indústria de jogos

A indústria de jogos se tornou uma das maiores indústrias de entretenimento do mundo, e a tecnologia blockchain pode torná-la ainda maior. Tradicionalmente, o destino dos jogadores está nas mãos dos desenvolvedores de jogos. Na maioria dos jogos online, os jogadores são obrigados a depender de servidores fornecidos pelos desenvolvedores e a seguir um conjunto de regras em constante mudança. Nesse contexto, o blockchain pode ajudar a descentralizar a propriedade, a gestão e a manutenção dos jogos online.

No entanto, o maior problema seria que os itens do jogo não existiriam fora de seus respectivos títulos, o que poderia eliminar a possibilidade de propriedade no mundo real e de um mercado secundário. Ao utilizar uma abordagem baseada em blockchain, os jogos poderiam se tornar mais sustentáveis ​​a longo prazo, e os itens do jogo emitidos como cripto-colecionáveis ​​poderiam ter maior valor no mundo real.

Se você quiser saber mais sobre este assunto, pode ler nosso artigo intitulado "Usos do Blockchain: Jogos".

Blockchain para a área da saúde

O armazenamento adequado de registros médicos é crucial para o sistema de saúde, e a dependência de servidores centralizados representa riscos significativos para informações sensíveis. A tecnologia blockchain, com sua transparência e segurança, é uma plataforma ideal para o armazenamento de registros médicos.

Ao proteger criptograficamente os registros no blockchain, os pacientes podem manter sua privacidade e, ao mesmo tempo, compartilhar informações médicas com instituições de saúde. Se todos os participantes do sistema de saúde pudessem acessar um banco de dados global seguro, o fluxo de informações entre eles seria muito mais rápido.

Se você quiser saber mais sobre este assunto, pode ler nosso artigo intitulado "Casos de uso de Blockchain: Saúde".

Remessas via blockchain

Enviar dinheiro internacionalmente é um processo complicado para os bancos tradicionais. Isso se deve principalmente à complexa rede de intermediários, às taxas e aos longos prazos de liquidação que tornam esses serviços caros e pouco confiáveis ​​para transações urgentes.

As criptomoedas e a tecnologia blockchain eliminam esses intermediários e possibilitam transferências rápidas e baratas em todo o mundo. Inúmeros projetos estão utilizando a tecnologia blockchain para viabilizar transações baratas e quase instantâneas.

Se quiser saber mais, confira nosso artigo intitulado "Casos de uso do Blockchain: Transferência de dinheiro".

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Blockchain e identidade digital

Gerenciar identidades online com segurança exige uma solução rápida. Grandes quantidades de nossos dados pessoais são armazenadas em servidores centralizados e analisadas por algoritmos de aprendizado de máquina sem nosso conhecimento ou consentimento.

A tecnologia blockchain permite que os usuários assumam o controle de seus dados e divulguem informações a terceiros seletivamente, somente quando necessário. Esse tipo de criptografia proporciona uma experiência online mais fluida sem comprometer a privacidade.

Se você tiver interesse em saber mais, confira nosso artigo intitulado "Casos de uso do Blockchain: Identidade Digital".

Blockchain e Internet das Coisas (IoT)

Um grande número de dispositivos físicos está conectado à internet, e esse número continuará a crescer. Alguns especulam que a tecnologia blockchain poderá melhorar significativamente a comunicação e a colaboração entre esses dispositivos. Micropagamentos automatizados de máquina para máquina (M2M) poderão criar uma nova economia que depende de soluções de banco de dados seguras e de alta capacidade de processamento.

Se quiser saber mais, confira nosso artigo intitulado "Casos de uso do Blockchain: Internet das Coisas (IoT)".

Blockchain para governança

Redes distribuídas podem estabelecer e impor suas próprias regras na forma de código de computador. Não é surpresa, portanto, que a blockchain tenha potencial para entrar em diversos processos de governança em nível local, nacional ou mesmo internacional.

Além disso, a blockchain pode resolver um dos maiores problemas que o ambiente de desenvolvimento de código aberto enfrenta atualmente: a falta de um mecanismo confiável para a distribuição de fundos. A governança da blockchain garante que todos os participantes possam participar da tomada de decisões e proporciona uma visão transparente das políticas implementadas.

Se você tiver interesse em saber mais, confira nosso artigo intitulado "Casos de uso de Blockchain: Governança".

Blockchain para fins beneficentes

Um desafio comum enfrentado por organizações beneficentes é a limitação dos canais pelos quais recebem fundos. Igualmente preocupante é a dificuldade em rastrear o destino exato das doações. Sem dúvida, essas deficiências afastam muitas pessoas do apoio a essas organizações.

A "criptofilantropia", utilizando a tecnologia blockchain, pode solucionar esse problema. As propriedades inerentes da tecnologia blockchain garantem transparência, participação global e redução de custos, maximizando assim o impacto das ações de caridade. Uma organização nesse campo é a Blockchain Charity Foundation.

Se você quiser saber mais sobre este assunto, pode ler nosso artigo intitulado "Usos do Blockchain: Caridade".

Blockchain para especulação

Sem dúvida, um dos usos mais populares da tecnologia blockchain é a especulação. Transferências perfeitas entre corretoras, soluções de negociação sem custódia e um ecossistema próspero de produtos derivativos fazem dela um campo de atuação ideal para todos os tipos de especuladores.

Devido à sua natureza intrínseca, a blockchain é um excelente instrumento para quem está disposto a correr riscos. Alguns até acreditam que, uma vez que a tecnologia blockchain e as regulamentações estejam mais consolidadas, todos os mercados especulativos globais serão tokenizados em blockchains.

Se quiser saber mais, pode ler o nosso artigo intitulado "Usos da Blockchain: Mercados de Previsão".

Financiamento coletivo com blockchain

As plataformas de financiamento coletivo online vêm lançando as bases para a economia ponto a ponto há quase uma década. O sucesso desses sites demonstra o forte interesse no desenvolvimento de produtos de financiamento coletivo. No entanto, como essas plataformas atuam como custodiantes dos fundos, elas podem reter uma parcela significativa dos recursos para taxas de administração. Além disso, cada plataforma possui suas próprias regras para facilitar os acordos entre os participantes.

A tecnologia blockchain, e mais especificamente os contratos inteligentes, podem criar financiamento coletivo mais seguro e automatizado, onde os termos do acordo são definidos em código de computador.

Outras aplicações de financiamento coletivo que utilizam blockchain incluem as Ofertas Iniciais de Moedas (ICOs) e as Ofertas Iniciais de Exchange (IEOs). Nessas vendas de tokens, os investidores arrecadam fundos na expectativa de que a rede tenha sucesso no futuro, obtendo assim um retorno sobre o investimento (ROI).

Blockchain e sistemas de arquivos distribuídos

Distribuir o armazenamento de arquivos pela internet oferece diversas vantagens em relação às alternativas centralizadas convencionais. A maioria dos dados armazenados na nuvem depende de servidores e provedores de serviços centralizados, que são mais vulneráveis ​​a ataques e perda de dados. Em alguns casos, os usuários também podem enfrentar problemas de acesso devido à censura dos servidores centralizados.

Do ponto de vista do usuário, as soluções de armazenamento de arquivos em blockchain funcionam de maneira muito semelhante às soluções tradicionais de armazenamento em nuvem — você pode fazer upload, armazenar e acessar arquivos. Mas o que acontece nos bastidores é bem diferente.

Ao enviar um arquivo para o armazenamento em blockchain, ele é distribuído e replicado em vários nós. Em alguns casos, cada nó armazenará uma parte diferente do seu arquivo. O sistema não consegue fazer muita coisa com dados parciais, mas você pode solicitar aos nós que forneçam cada parte para que possa combiná-las e recuperar o arquivo completo.

O espaço de armazenamento provém de participantes que disponibilizam seu armazenamento e largura de banda para a rede. Normalmente, esses participantes são incentivados economicamente a fornecer esses recursos e também são penalizados economicamente caso não sigam as regras ou não consigam armazenar e disponibilizar arquivos.

Você pode pensar nesse tipo de rede como semelhante ao Bitcoin. No entanto, nesse caso, o objetivo principal da rede não é dar suporte à transferência de valor monetário, mas sim acomodar o armazenamento de arquivos descentralizado e resistente à censura.

Outros protocolos de código aberto, como o Sistema de Arquivos Interplanetário (IPFS), abriram caminho para esta nova Web, mais permanente e distribuída. Embora o IPFS seja um protocolo e uma rede ponto a ponto, não é um blockchain completo. No entanto, implementa alguns princípios da tecnologia blockchain para melhorar a segurança e a eficiência.