O que é tecnologia blockchain? Consulte o guia de primeiros passos definitivo

capítulo

1. Blockchain 101

2. Como funciona o blockchain?

3. Para que é usado o blockchain?

Capítulo 1 - Blockchain 101

Índice

• O que é blockchain?

• Como os blocos estão conectados?

• Blockchain e descentralização

• Problema dos generais bizantinos

• Por que o blockchain precisa implementar a descentralização?

• O que é uma rede ponto a ponto?

• O que é um nó blockchain?

• Cadeia pública e cadeia privada

• Como funciona a transação?

• Como negociar Bitcoin

  • Como retirar Bitcoin da Binance

  • Como enviar Bitcoin da Trust Wallet para a Electrum

• Quem inventou a tecnologia blockchain?

• Prós e contras da tecnologia Blockchain

  • vantagem

  • deficiência

O que é blockchain?

Blockchain é um tipo especial de banco de dados. Você deve ter ouvido falar do termo tecnologia de razão distribuída, ou DLT, e em muitos casos, um blockchain é um razão distribuída.

O Blockchain possui algumas características, como um conjunto de regras sobre como adicionar dados na cadeia, e uma vez que os dados entram no sistema de armazenamento, é quase impossível modificá-los ou excluí-los por meios virtuais.

Com o tempo, os dados são adicionados a estruturas chamadas blocos. Cada bloco se baseia no bloco anterior e cada bloco contém uma informação que o conecta ao bloco anterior. Precisamos apenas olhar o bloco mais recente para ver se foi o último bloco criado. Portanto, se continuarmos a pesquisar ao longo da “cadeia”, poderemos encontrar o primeiro bloco, que é comumente conhecido como bloco de gênese.

Por exemplo, digamos que você tenha uma planilha com duas colunas. Na primeira célula da primeira linha, você pode inserir os dados que deseja salvar.

Os dados na primeira célula são então convertidos em um identificador de duas letras e continuam a ser inseridos como parte da próxima célula. Neste exemplo, o identificador de duas letras KP deve ser inserido na célula da segunda linha (defKP). Isso significa que se você alterar os primeiros dados inseridos (abcAA), a combinação de letras na próxima célula será alterada.

Cada entrada no banco de dados está relacionada à entrada anterior.

Agora vamos dar uma olhada na linha 4, o identificador mais recente é TH. Lembra do que mencionei anteriormente? Não podemos reverter o processo e não podemos mover ou excluir entradas. Devido à natureza do blockchain, cada usuário pode ver visualmente que a operação foi concluída e simplesmente ignorará as alterações que você tentar.

Suponha que você altere os dados na primeira célula, o identificador obtido será alterado, o que significa que os dados no segundo bloco serão alterados, fazendo com que o identificador na linha 2 também mude, de modo que E assim por diante. Essencialmente, o TH é o produto de toda a informação que antecedeu a sua criação.

Como os blocos estão conectados?

O que discutimos acima, identificadores de duas letras, simplesmente simula o uso de funções hash pelo blockchain. Hashes são a cola que garante que os blocos estejam relacionados entre si. O hash pega dados de qualquer tamanho e usa uma função matemática para produzir uma sequência de saídas (valores de hash) que têm sempre o mesmo comprimento.

O uso de algoritmos de hash em blockchain faz sentido porque a chance de um usuário encontrar dois dados que produzam a mesma saída é extremamente pequena. Conforme mostrado no identificador acima, uma vez que os dados de entrada sejam ligeiramente alterados, a saída exportada será completamente diferente.

SHA256 é uma função amplamente utilizada no campo Bitcoin. Vamos usar esta função para explicar. Como você pode ver, apenas alterar a caixa das letras é suficiente para alterar completamente a saída.

Atualmente, não houve colisões SHA256 (ou seja, duas entradas diferentes levando à mesma saída), o que é particularmente importante no contexto do blockchain. Isso significa que cada bloco contendo um hash pode ser rastreado até o bloco anterior, e qualquer tentativa de editar um bloco mais antigo será exposta à vista de todos.

Cada bloco contém a impressão digital do bloco anterior.

Blockchain e descentralização

Cobrimos detalhadamente a estrutura básica do blockchain. Se você ouvir outras pessoas falando sobre a tecnologia blockchain, poderá descobrir que o tópico que estão discutindo não é o banco de dados em si, mas o ecossistema construído em torno do blockchain.​

Blockchain tem uma estrutura de dados separada e, portanto, só é útil em aplicações de nicho. Se fornecermos estas ferramentas a estranhos para facilitar a coordenação e a cooperação, será interessante ver como as coisas evoluem. Ao mesmo tempo, se combinado com outras tecnologias e algum conhecimento da teoria dos jogos, o blockchain pode tornar-se um livro-razão distribuído que não é controlado por ninguém.

Isso significa que nenhum usuário pode editar uma entrada que viole as regras do sistema (mais sobre as regras posteriormente). Nesse sentido, você pode pensar no livro-razão como compartilhado por todos: os participantes precisam estar sempre de acordo sobre as mudanças no blockchain.

Problema dos generais bizantinos

Na verdade, o verdadeiro obstáculo ao desenvolvimento do sistema acima mencionado é o Problema dos Generais Bizantinos. O problema recebeu atenção pela primeira vez na década de 1980 e descreve um dilema em que actores isolados devem comunicar entre si para coordenar as suas acções. Nessa situação especial, depois que um grupo de generais liderou suas tropas para cercar uma determinada cidade, eles precisaram decidir se atacariam. Mas o general só poderia comunicar as suas decisões por correio.​

Cada general precisa dar ordens para atacar ou recuar. Independentemente de se tratar de um ataque ou de uma retirada, desde que os generais cheguem a um acordo. Se decidirem atacar, todo o exército deverá atacar para alcançar a vitória. Então, como podemos garantir que nada dê errado?​

É verdade que eles tinham mensageiros como meio de comunicação. Mas o que aconteceria se o mensageiro fosse interceptado e o inimigo mudasse a mensagem de “Attack at Dawn” para “Attack Tonight”? E se um dos generais se rebelasse e enganasse deliberadamente os outros generais, causando a sua derrota?

Um ataque conjunto de todos os generais é necessário para o sucesso (esquerda). Caso contrário, eles serão derrotados (direita).

Portanto, precisamos estabelecer uma estratégia que permita que todos cheguem a um consenso, mesmo que os participantes desertem ou as mensagens sejam interceptadas. Se o exército atacar uma cidade sem apoio, a situação será muito trágica e a falta de manutenção da base de dados também terá consequências negativas. Embora não seja uma questão de vida ou morte, a verdade é a mesma. Se o blockchain for deixado sem supervisão e não fornecer aos usuários as informações “corretas”, então os usuários deverão ser capazes de se comunicar entre si.

Para resolver potenciais falhas enfrentadas por um (ou mais) utilizadores, o mecanismo blockchain deve ser adequadamente concebido para lidar com estes obstáculos. Posteriormente, surgiram os sistemas bizantinos tolerantes a falhas. Como veremos a seguir, algoritmos de consenso podem ser usados ​​para impor regras tão sólidas quanto paredes de ferro.

Por que o blockchain precisa implementar a descentralização?

Claro, você também pode executar o blockchain sozinho. Mas no final, você descobrirá que a quantidade de sobrecarga de dados e informações é tão terrível que não pode competir com outras blockchains cuidadosamente operadas. Porque somente em um ambiente descentralizado, onde todos os usuários são iguais, o verdadeiro potencial do blockchain pode ser totalmente desenvolvido. Dessa forma, o blockchain fica protegido contra exclusão ou aquisição maliciosa. Como existe apenas uma fonte de dados, todas as informações estão disponíveis para todos os usuários.

O que é uma rede ponto a ponto?

Uma rede ponto a ponto (P2P) consiste em nossa camada de usuário (ou naquele grupo de generais no exemplo descrito anteriormente). Não existe posição de administrador nesta rede, portanto, se os usuários precisarem trocar informações, eles podem enviar informações diretamente para a outra parte sem ligar para o servidor central.​

Por favor, veja a imagem abaixo. A no diagrama à esquerda precisa passar pelo servidor para rotear suas mensagens para F. Mas como você pode ver na imagem à direita, eles podem ser conectados diretamente, sem intermediário.

Rede centralizada (esquerda) e rede descentralizada (direita).

Em circunstâncias normais, o servidor armazenará todas as informações solicitadas pelo usuário. Por exemplo, quando você visita a Binance Academy, você está, na verdade, solicitando ao servidor que forneça todos os artigos do site. Se o site estiver offline, você não poderá mais visualizá-lo. Porém, se você já baixou tudo e carregou em seu computador, não há necessidade de enviar uma inscrição para a Binance Academy.​

Na verdade, é exatamente assim que cada peer opera na blockchain: todo o banco de dados já está armazenado em seu computador. Não importa quem sai da rede, isso não afetará a capacidade de outros usuários acessarem o blockchain e compartilharem informações entre si. Quando um novo bloco é adicionado ao blockchain, os dados nele contidos serão propagados para todos os usuários da rede, para que cada usuário possa atualizar sua própria cópia do livro-razão em tempo hábil.

Não deixe de ler "Uma explicação detalhada das redes ponto a ponto" para uma discussão aprofundada dos especialistas neste tipo de rede.

O que é um nó blockchain?

Os nós, simplesmente, são as máquinas que usamos para nos conectar à rede. Essas máquinas são responsáveis ​​por armazenar cópias do blockchain e compartilhar informações com outras máquinas. Os usuários não precisam lidar com esses processos manualmente. Normalmente, eles só precisam baixar e executar o software relacionado ao blockchain, e o sistema pode assumir automaticamente as operações restantes.

A descrição dos nós acima é muito concisa e a definição também inclui outros usuários que interagem com a rede de alguma forma. Por exemplo, no mundo das criptomoedas, um aplicativo de carteira simples no seu telefone é o chamado nó leve.​

Cadeia pública e cadeia privada

Você deve saber que a indústria blockchain se desenvolveu até hoje graças à base sólida estabelecida pelo Bitcoin. Desde que o Bitcoin se estabeleceu como um ativo financeiro legítimo, os inovadores começaram a pensar no potencial de aplicação da tecnologia subjacente a outras áreas. Conseqüentemente, a exploração do blockchain em inúmeros casos de uso além das finanças.

Bitcoin, também conhecido como blockchain público. Isso significa que cada usuário pode visualizar as transações na cadeia e simplesmente ter acesso à Internet e ao software necessário para ingressar no blockchain. Não há outros requisitos para participar do blockchain, então podemos chamá-lo de ambiente sem permissão.

A contrapartida é o blockchain privado, que é outro tipo de blockchain. Esses sistemas criam um conjunto de regras que limitam as permissões de acesso e interação no blockchain. Portanto, chamamos isso de ambiente permitido. Embora os blockchains privados possam parecer um pouco inúteis à primeira vista, algumas aplicações importantes foram desenvolvidas utilizando-os, principalmente em ambientes empresariais.

Para saber mais sobre este tema, consulte “Qual a diferença entre rede pública, rede privada e rede de consórcio?” 》

Quer começar sua jornada com criptomoedas? Acesse Binance e compre Bitcoin agora!

Como funciona a transação?

Se Alice quiser pagar a Bob por meio de um sistema de transferência bancária, ela primeiro notificará o banco. Para simplificar, assumimos que ambas as partes utilizam o mesmo banco. O banco verifica se Alice tem fundos suficientes para realizar a transação (por exemplo, $50 são debitados da conta de Alice e $50 são creditados na conta de Bob) antes de atualizar seu banco de dados.

Blockchain funciona de forma semelhante. Afinal, ambos são essencialmente bancos de dados. Mas a principal diferença é que o blockchain omite a necessidade de terceiros verificarem e atualizarem o saldo. Todos os nós concluirão essas operações automaticamente.​

Se Alice quiser pagar 5 Bitcoins a Bob, ela simplesmente transmite esta mensagem para a rede. A transação não é adicionada imediatamente ao blockchain, mas as informações são recebidas pelos vários nós porque outras operações precisam ser concluídas antes que a transação possa ser confirmada. Leia Como os blocos são adicionados ao blockchain?

Depois que uma transação é adicionada ao blockchain, todos os nós recebem informações de que a transação foi concluída. Esses nós atualizam sua cópia do blockchain para refletir as novas transações. Agora Alice não pode mais enviar essas cinco unidades para Carol (evitando assim um envio duplicado) porque a rede sabe que ela já pagou essas unidades em uma transação anterior.

O conceito de nomes de usuário e senhas não existe no blockchain, e a criptografia de chave pública pode ser usada para provar a propriedade de fundos. O primeiro passo para receber fundos é que Bob precisa gerar uma chave privada. Uma chave privada é um número longo, gerado aleatoriamente, tão complexo que ninguém consegue quebrá-lo, mesmo que demore centenas de anos. Mas se você contar a outros sua chave privada, então outros poderão provar que são proprietários de seus fundos (e, portanto, terão o direito de gastá-los). Portanto, a confidencialidade é crucial.

Mas Bob também pode realizar a seguinte ação, que é derivar uma chave pública da chave privada. Ele pode fornecer sua chave pública a qualquer pessoa porque a possibilidade de engenharia reversa da chave pública para obter a chave privada é mínima. Na maioria dos casos, ele realizará outra operação de chave pública (como executar um algoritmo hash) para obter um endereço público.

Ele dará a Alice o endereço público para que ela saiba para onde enviar os fundos. Ela constrói uma transação para pagar fundos a esse endereço público. Ela então precisa gerar uma assinatura digital usando sua chave privada para provar à rede que está usando seus próprios fundos. Todos os usuários podem pegar a mensagem assinada de Alice e compará-la com sua chave pública para determinar se ela tem autoridade para enviar esses fundos para Bob.

Como negociar Bitcoin

Vamos explicar como negociar Bitcoin através dos dois cenários a seguir. O primeiro caso é retirar Bitcoin da Binance e o segundo caso é enviar fundos da sua TrustWallet para a carteira Electrum.

Como retirar Bitcoin da Binance

1. Faça login em sua conta Binance. Se você ainda não possui nenhum ativo Bitcoin, confira nosso guia Bitcoin para saber como comprar um.

2. Passe o cursor sobre "Carteira" e selecione "Carteira Spot".

3. Clique em “Retirar” na barra lateral esquerda.

4. Selecione o Bitcoin que deseja sacar (desta vez, selecione Bitcoin).

5. Copie o endereço de envio dos Bitcoins retirados e cole-o no endereço Bitcoin do destinatário.

6. Determine quantos Bitcoins você precisa sacar.

7. Clique em "Enviar".

8. Você receberá um e-mail de confirmação em breve. Certifique-se de que o endereço esteja correto. Se estiver correto, basta confirmar a transação por e-mail.

9. Aguarde a transação entrar no blockchain. Você pode verificar o status da transação acessando a guia “Histórico de depósitos e retiradas” ou usando o explorador de blocos.

Como enviar Bitcoin da Trust Wallet para a Electrum

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

1. Abra o aplicativo Trust Wallet.

2. Clique na sua conta Bitcoin.

3. Clique em "Enviar".

4. Abra a carteira Electrum.

5. Clique na guia Receber no Electrum e copie o endereço.

Você também pode retornar à Trust Wallet e clicar no ícone [–] para escanear o código QR e ir para o seu endereço Electrum.

6. Cole seu endereço Bitcoin no “Endereço do Destinatário” na Trust Wallet.

7. Determine a quantidade.

8. Se o processo estiver correto, confirme a transação.

9. Pronto! Aguarde pacientemente que a transação seja confirmada no blockchain. Você pode copiar o endereço para o explorador de blocos e acompanhar seu status a qualquer momento.

Quer começar sua jornada com criptomoedas? Acesse Binance e compre Bitcoin agora!

Quem inventou a tecnologia blockchain?

Desde o lançamento do Bitcoin, o primeiro e mais popular blockchain, em 2009, a tecnologia blockchain foi formalizada. No entanto, o seu criador anónimo, Satoshi Nakamoto, inspirou-se em tecnologias e propostas anteriores.

O Blockchain faz uso extensivo de funções hash e conceitos criptográficos que antecedem o Bitcoin em décadas. Curiosamente, a estrutura do blockchain remonta ao início da década de 1990, mas na época a tecnologia era usada apenas para adicionar um carimbo de data/hora a documentos que não podiam ser adulterados.

Para saber mais sobre este tópico, consulte História do Blockchain.

Prós e contras da tecnologia Blockchain

O Blockchain foi cuidadosamente projetado para resolver vários problemas que afetam as partes interessadas em vários setores, das finanças à agricultura, o blockchain pode desempenhar efetivamente o seu papel. As redes distribuídas têm muitas vantagens sobre o modelo cliente-servidor tradicional, mas não são perfeitas.

vantagem

Conforme mencionado no white paper do Bitcoin, um dos benefícios diretos do blockchain é que os usuários podem transferir dinheiro diretamente, evitando intermediários. Os blockchains subsequentes aprofundaram essa funcionalidade, permitindo aos usuários enviar vários tipos de informações. A eliminação do sistema de contraparte significa que os utilizadores têm menos probabilidade de estar expostos ao risco e as taxas são correspondentemente mais baixas, uma vez que não há intermediários que cobrem taxas.

Conforme mencionado anteriormente, a rede blockchain pública é um ambiente sem permissão. Como não há pessoa responsável, não há barreiras à entrada. Os usuários potenciais podem interagir com outras pessoas na rede, desde que tenham uma conexão com a Internet.

Muitos acreditam que o blockchain é mais conhecido por sua natureza altamente evasiva à censura. Se um ator mal-intencionado tentar atacar um serviço centralizado, ele pode simplesmente atingir o servidor e acabar com isso. Mas em uma rede ponto a ponto, cada nó pode atuar como seu próprio servidor.​

Sistemas como o Bitcoin têm mais de 10.000 nós visíveis espalhados por todo o mundo, tornando quase impossível para um invasor comprometer a rede, mesmo que tenha bons recursos. É importante notar que existem muitos nós ocultos no sistema, que estão ocultos na extensa rede.

Algumas das vantagens são descritas abaixo. O Blockchain pode atender a muitos casos de uso especiais. Consulte Para que é usado o Blockchain?

deficiência

Blockchain não é uma solução única para todos os problemas. Tal como mencionado na secção anterior, embora os pontos fortes sejam reforçados, existem também outras áreas de fraqueza. O maior obstáculo que o blockchain tem é a sua incapacidade de ser usado em larga escala devido à baixa escalabilidade.

Este também é um problema comum em redes distribuídas. Como todos os participantes devem permanecer sincronizados, a velocidade com que novas informações são adicionadas deve ser controlada, caso contrário os nós não conseguirão acompanhar. Portanto, para garantir a descentralização do sistema, os desenvolvedores tendem a limitar conscientemente a velocidade de atualização do blockchain.

Para usuários da rede, se muitas pessoas tentarem transações, o período de espera se estenderá indefinidamente. Os blocos têm capacidade limitada para armazenar dados e muitas vezes os dados não podem ser adicionados a um bloco imediatamente. Se o número de transações exceder a capacidade do bloco, as transações excedentes precisarão ser enfileiradas para aguardar a entrada no próximo bloco.

Outra desvantagem potencial dos sistemas blockchain descentralizados é que eles não podem ser atualizados à vontade. Se você desenvolver um software, poderá naturalmente adicionar novas funções à vontade. Você não precisa buscar a cooperação ou o consentimento de outras pessoas para garantir a implementação bem-sucedida de suas alterações.

No entanto, com milhões de potenciais utilizadores no mesmo ambiente, é compreensível o quão difícil é fazer alterações. Talvez você possa alterar alguns parâmetros do software do nó, mas isso eventualmente fará com que você se afaste da rede original. Se o software for melhorado e se tornar incompatível com outros nós, outros nós notarão rapidamente a diferença e se recusarão a interagir com o seu nó.

Suponha que você queira alterar o tamanho dos blocos (por exemplo, de 1 MB para 2 MB). Você pode tentar enviar o bloco para os nós aos quais está conectado, mas esses nós seguem uma regra: eles não aceitarão blocos maiores que 1 MB. Se receberem um bloco maior, não o incluirão em sua cópia do blockchain.

A única maneira de implementar mudanças é fazer com que a grande maioria dos usuários do ecossistema as aceite. Para a maioria dos blockchains, a coordenação de mudanças requer ampla discussão entre os usuários em fóruns, o que pode levar meses ou até anos. Consulte Hard Forks e Soft Forks para obter detalhes.

Capítulo 2 - Como funciona o blockchain?

Índice

• Como os blocos são adicionados ao blockchain?

• Mineração (prova de trabalho)

  • Vantagens da prova de trabalho

  • Desvantagens da prova de trabalho

• Penhor de patrimônio (prova de patrimônio)

  • Vantagens da Prova de Participação

  • Desvantagens da Prova de Participação

• Outros algoritmos de consenso

• Uma transação blockchain pode ser revertida?

• O que é escalabilidade do blockchain?

• Por que o blockchain precisa se expandir?

• O que é um fork de blockchain?

  • garfo macio

  • garfo duro

Como os blocos são adicionados ao blockchain?

Cobrimos muitos conceitos até agora. Entendemos que os nós estão conectados entre si e podem armazenar cópias do blockchain. Além disso, os nós compartilharão informações de transações e informações de novos blocos. Discutimos a definição de nó, mas você ainda pode ter dúvidas: como novos blocos são adicionados ao blockchain?

Ninguém atribui tarefas aos usuários. Como todos os nós têm o mesmo poder, é necessário estabelecer um mecanismo para decidir de forma justa quem terá a oportunidade de adicionar novos blocos à blockchain. Precisamos construir um sistema onde os usuários paguem altos custos por trapacear e sejam recompensados ​​por agirem honestamente. Qualquer usuário sensato gostaria que as coisas funcionassem da melhor maneira.

Como a rede é um ambiente sem permissão, a criação de um bloco requer o consentimento unânime de todos os usuários. Os protocolos muitas vezes exigem que todos os utilizadores partilhem o risco, ou seja, devem colocar o seu próprio dinheiro em risco para que a rede funcione corretamente. Esta ação permite que eles participem do processo de criação do bloco e, se um bloco válido for gerado com sucesso, todos receberão uma recompensa.

No entanto, quando alguém tenta trapacear, é imediatamente descoberto por outros usuários da rede. Os trapaceiros perderão todos os direitos investidos. Chamamos esse mecanismo de algoritmo de consenso porque permite que os participantes da rede concordem sobre quais blocos devem ser adicionados em seguida.

Mineração (prova de trabalho)

A mineração é de longe o algoritmo de consenso mais comumente usado. O algoritmo Prova de Trabalho (PoW) é frequentemente usado no processo de mineração. Os usuários precisam trabalhar duro para resolver os difíceis problemas de formulação de protocolos em detrimento do poder computacional.

Esses quebra-cabeças exigem que os usuários façam hash de transações e outras informações contidas em blocos. Mas o valor do hash deve estar abaixo de um determinado valor para ser eficaz. Como não há como prever uma determinada saída, os mineradores devem continuar fazendo hash dos dados ligeiramente alterados até encontrarem uma solução válida.

Obviamente, o custo de fazer hash de dados repetidamente é bastante caro. Numa blockchain que utiliza um mecanismo de prova de trabalho, o “capital” investido pelos utilizadores inclui o gasto de dinheiro para comprar máquinas de mineração e a eletricidade consumida pelas máquinas de mineração. Este movimento visa ganhar recompensas em bloco.

Mencionamos anteriormente que as funções hash são teoricamente irreversíveis, mas o processo para verificar sua exatidão é bastante simples. Se um minerador enviar um novo bloco para outros usuários na rede, todos os outros nós usarão esse novo bloco como entrada para a função hash. Esses nós só precisam realizar uma verificação para confirmar se o bloco é válido de acordo com as regras do blockchain atual. Se forem informações falsas, os mineiros não só não receberão nenhuma recompensa, mas também desperdiçarão muitos custos de eletricidade.

Bitcoin é o primeiro blockchain a adotar um mecanismo de prova de trabalho. Desde a criação do mecanismo de prova de trabalho, muitos blockchains passaram a ser usados.

Vantagens da prova de trabalho

• Comprovado – Prova de Trabalho é de longe o algoritmo de consenso mais maduro e criou centenas de bilhões de dólares em valor.

• Não são necessárias permissões – todos os usuários podem participar de competições de mineração ou simplesmente executar um nó validador.

• Descentralização – Os mineradores competem entre si para produzir blocos, o que significa que o poder de hashing não pode ser controlado por nenhuma das partes.

Desvantagens da prova de trabalho

• Resíduos – A mineração consome muita eletricidade.

• As barreiras à entrada estão aumentando gradualmente - o número de mineradores que ingressam na rede aumenta dia a dia, então o protocolo aumenta a dificuldade do problema de mineração. Para permanecerem competitivos, os usuários devem adquirir dispositivos com melhor desempenho. Isso é suficiente para dissuadir muitos mineiros.

• Ataque de 51% – Embora a mineração promova a descentralização, também existe a possibilidade de um único minerador obter a maior parte do poder de hashing. Se isso acontecer, em princípio, eles têm o poder de reverter a transação e minar a segurança da blockchain.

Penhor de patrimônio (prova de patrimônio)

Em um sistema que executa um mecanismo de prova de trabalho, você paga pela máquina de mineração e paga a conta de luz, o que é um incentivo para você agir com honestidade. Se você não explorar o blockchain da maneira certa, não obterá retorno do seu investimento.

Com o mecanismo Proof of Stake (PoS), não há custos externos. Além dos mineradores, também temos validadores que podem propor (ou produzir) blocos. Podem utilizar computadores comuns para gerar novos blocos, mas apenas se investirem uma grande quantidade de fundos de capital e representarem uma proporção considerável de toda a cadeia de capital para desfrutar deste privilégio. Dependendo das regras de cada protocolo, os usuários são obrigados a apostar uma quantidade predeterminada da criptomoeda nativa do blockchain.​

Embora diferentes implementações resultem em resultados muito variados, uma vez que um validador aposta suas unidades, o protocolo seleciona aleatoriamente um usuário elegível para declarar o próximo bloco. Se feito corretamente, esses usuários podem ganhar recompensas. Também é possível que muitos validadores queiram hipotecar o próximo bloco, então a blockchain alocará recompensas de acordo com a taxa de hipoteca investida por cada validador.

Blockchains de prova de aposta “pura” são menos comuns do que a prova de aposta delegada (DPoS), que exige que os usuários votem em nós (testemunhas) que validam blocos em toda a rede.

Ethereum, o principal blockchain de contrato inteligente, fará a transição gradual para prova de aposta à medida que migra para Ethereum 2.0.​

Vantagens da Prova de Participação

• Ecologicamente correto – Proof of Stake tem uma pegada de carbono muito menor do que a mineração Proof of Work. O piqueteamento elimina a necessidade de operações de hash que consomem muitos recursos.

• Transações mais rápidas – Alguns proponentes do Proof-of-Stake acreditam que ele pode aumentar o rendimento das transações, eliminando a necessidade de investir poder de computação adicional em qualquer um dos quebra-cabeças arbitrários criados pelo protocolo.

• Recompensas e juros de staking – Esses benefícios não são pagos aos mineradores, pois as recompensas pela segurança da rede vão diretamente para as contas dos detentores de tokens. Em alguns casos, a Prova de Participação permite que os usuários obtenham renda passiva (na forma de airdrops ou juros) simplesmente apostando seus ativos.

Desvantagens da Prova de Participação

• Relativamente não testado – Os protocolos de prova de aposta não foram testados em escala. Pode haver algumas vulnerabilidades desconhecidas no processo de execução ou na criptoeconomia.

• Plutocrático – Alguns usuários temem que o Proof-of-Stake incentive um ecossistema “rico fica mais rico”, onde os validadores recebem mais recompensas quanto mais apostam.

• Problema sem aposta – Na prova de trabalho, os mineradores só podem “apostar” em uma cadeia, portanto, tendem a minerar na cadeia com a maior taxa de sucesso. Durante o hard fork, eles não conseguiram apostar em múltiplas cadeias enquanto mantinham o mesmo poder de hash. No entanto, sob o mecanismo de prova de aposta, os validadores podem minerar em múltiplas cadeias ao mesmo tempo com apenas um pequeno custo adicional, pelo que é provável que cause problemas económicos.

Outros algoritmos de consenso

Prova de trabalho e prova de aposta são os dois algoritmos de consenso mais comuns. Além disso, existem muitos outros algoritmos. Alguns algoritmos combinam elementos de ambos os sistemas, enquanto outros são algoritmos completamente diferentes.​

Não vou discutir isso desta vez. Se você estiver interessado, pode conferir os seguintes artigos:

• "Explicação detalhada da prova de carga de trabalho atrasada"

• “Explicação detalhada do consenso sobre comprovação de juros de arrendamento”

• "Explicação detalhada da prova oficial"

• "Explicação detalhada do certificado de destruição"

Uma transação blockchain pode ser revertida?

Do ponto de vista do design, os blockchains são bancos de dados extremamente robustos. Suas propriedades inerentes tornam os dados do blockchain difíceis de excluir ou modificar depois de registrados. E no Bitcoin e em outras grandes áreas de rede, a probabilidade de tal acidente acontecer é extremamente pequena. Portanto, ao fazer transações no blockchain, pense duas vezes porque não há espaço de manobra.

Dito isto, existem muitas maneiras de implementar blockchain no mercado, e a diferença mais essencial entre essas formas é como chegar a um consenso dentro da rede. Isto significa que, em algumas implementações, um grupo pode ganhar poder suficiente dentro da rede para reverter eficazmente uma transação, apesar de um número relativamente pequeno de participantes. É por isso que a circulação de altcoins em certas redes pequenas (onde a concorrência na mineração é baixa, resultando em baixas taxas de hash) é particularmente preocupante.

O que é escalabilidade de blockchain?

A escalabilidade do blockchain é frequentemente usada como um termo abrangente para se referir à capacidade de um sistema blockchain de atender à demanda crescente. Embora o blockchain combine muitos atributos desejáveis ​​(como descentralização, resistência à censura e imutabilidade), ele não é perfeito.

Os bancos de dados centralizados funcionam mais rapidamente e têm maior rendimento do que os sistemas descentralizados. Este último existe por motivos próprios, como não ter que sincronizar com a rede através de milhares de nós distribuídos ao redor do mundo sempre que algo muda. Blockchain é exatamente o oposto. Como tal, a escalabilidade tem sido um tema muito debatido entre os desenvolvedores de blockchain há anos.

Para resolver algumas das deficiências de desempenho do blockchain, uma variedade de soluções têm sido propostas ou implementadas há muito tempo. No entanto, até hoje, nenhuma solução perfeita foi alcançada. Pode ser necessário tentar inúmeras soluções antes de finalmente encontrar uma resposta clara para o seu problema de escalabilidade.

Em um nível macro, uma questão fundamental sobre escalabilidade ainda precisa ser resolvida: devemos melhorar o desempenho do próprio blockchain (escalonamento on-chain), ou devemos permitir que múltiplas transações prossigam simultaneamente sem sobrecarregar o blockchain principal (escalamento on-chain). ) extensão)?

Ambas as direções de pesquisa têm vantagens óbvias. As soluções de escalabilidade on-chain podem reduzir o tamanho das transações e até otimizar a forma como os dados são armazenados em blocos. As soluções fora da cadeia, por outro lado, podem exigir que as transações na blockchain principal sejam processadas em lotes e adicionadas à blockchain somente posteriormente. Além disso, as cadeias laterais e os canais de pagamento também são soluções fora da cadeia que merecem um estudo aprofundado.

Para saber mais sobre este tópico, consulte Escalabilidade Blockchain: Sidechains e Canais de Pagamento.

Por que o blockchain precisa se expandir?

Se um sistema blockchain quiser competir com sistemas centralizados, ele precisa ter pelo menos o mesmo desempenho. Em situações reais, o primeiro deve ter melhor desempenho para motivar desenvolvedores e usuários a se inclinarem para plataformas e aplicativos blockchain.​

Isso significa que o blockchain deve fornecer aos desenvolvedores e usuários uma experiência melhor do que os sistemas centralizados, sendo mais rápido, mais acessível e mais fácil de operar. No entanto, na verdade não é fácil manter as características básicas do blockchain discutidas acima e, ao mesmo tempo, garantir essas premissas.​

O que é um fork de blockchain?

Todo software precisa ser atualizado, e o software blockchain não é exceção. Somente por meio de atualizações os problemas podem ser resolvidos, novas regras adicionadas ou regras antigas removidas. Como a maior parte do software blockchain é de código aberto, cada usuário teoricamente tem o poder de adicionar atualizações ao software que governa a rede.​

Lembre-se, blockchain é uma rede distribuída. Uma vez atualizado o software, milhares de nós espalhados pelo mundo precisam se comunicar e implementar a nova versão. Mas o que acontece se os participantes não chegarem a acordo sobre a implementação da atualização? Como não existe uma organização, nenhum processo detalhado de tomada de decisão pode ser fornecido. Em última análise, isso resulta em garfos macios e duros.

garfo macio

Se todos os usuários concordarem com a atualização, todos ficarão felizes. Mas, neste caso, o software é atualizado com alterações compatíveis com versões anteriores, o que significa que os nós atualizados ainda podem interagir com os nós não atualizados. Mas, na realidade, espera-se que quase todos os nós sejam atualizados ao longo do tempo. Este é um garfo macio.​

garfo duro

Hard forks são relativamente complexos. Uma vez implementadas novas regras, elas são incompatíveis com as regras antigas. Portanto, se um nó executando uma nova regra tentar interagir com um nó executando uma regra antiga, a comunicação não será possível. Esta situação resultaria na divisão da blockchain em duas, com o software original continuando a rodar na cadeia antiga enquanto a nova cadeia implementaria novas regras.

Após um hard fork, haverá basicamente duas redes diferentes executando dois protocolos em paralelo. Vale ressaltar que no momento da bifurcação, o saldo das unidades nativas do blockchain eram tokens clonados da rede antiga. Portanto, após a bifurcação, ainda haverá saldos na cadeia antiga na nova cadeia.​

Consulte "Hard Fork e Soft Fork" para obter detalhes.

Capítulo 3 - Para que serve o blockchain?

Índice

• Blockchain aplicado à cadeia de suprimentos

• Blockchain e indústria de jogos

• Blockchain usado na saúde

• Remessa Blockchain

• Blockchain e identidade digital

• Blockchain e Internet das Coisas (IoT)

• Blockchain aplicado na governança

• Blockchain usado em caridade

• Blockchain usado em especulação

• Financiamento coletivo e Blockchain

• Blockchain e sistema de arquivos distribuído

A tecnologia Blockchain pode ser aplicada a uma ampla gama de casos de uso. Vamos dar uma olhada em alguns desses tipos.​

Blockchain aplicado à cadeia de suprimentos

Uma cadeia de abastecimento eficiente é a base fundamental para o sucesso de muitas empresas e envolve o manuseio de mercadorias do fornecedor ao consumidor. Sempre foi difícil conciliar as muitas partes interessadas numa determinada indústria. No entanto, a tecnologia blockchain poderia permitir que muitas indústrias atingissem um nível totalmente novo de transparência. O estabelecimento de um ecossistema de cadeia de abastecimento interoperável equipado com uma base de dados imutável é a base para o funcionamento robusto, seguro e fiável de muitas indústrias.

Para saber mais, consulte Casos de uso de Blockchain: cadeia de suprimentos.

Blockchain e indústria de jogos

A indústria de jogos se tornou uma das maiores indústrias de entretenimento do mundo e pode se beneficiar muito com a tecnologia blockchain. De modo geral, os jogadores estão sempre à mercê dos desenvolvedores de jogos. Na maioria dos jogos online, os jogadores são forçados a usar o espaço do servidor do desenvolvedor e a obedecer às regras em constante mudança. Neste caso, o blockchain pode ajudar a descentralizar a propriedade, gestão e manutenção de jogos online.

Contudo, talvez o mais significativo deles seja que os itens do jogo não podem existir separados da propriedade, pois isso eliminaria a verdadeira propriedade e as oportunidades de mercado secundário. Ao adotar uma abordagem baseada em blockchain, os jogos serão mais sustentáveis ​​no longo prazo se os itens do jogo forem emitidos como colecionáveis ​​criptográficos que tenham valor no mundo real.

Para obter mais informações, consulte "Casos de uso de Blockchain: jogos".

Blockchain usado na área da saúde

Os sistemas médicos devem armazenar registos médicos de forma fiável. Contudo, a dependência do sistema em servidores centralizados torna as informações sensíveis vulneráveis ​​ao roubo. No entanto, a transparência e a segurança da tecnologia blockchain tornam-na uma plataforma ideal para armazenar registos médicos.

O uso de criptografia para proteger o histórico médico do paciente no blockchain pode proteger efetivamente a privacidade do paciente e, ao mesmo tempo, as principais instituições médicas podem compartilhar as informações médicas dos pacientes. O sistema médico actual é relativamente descentralizado e se todos os participantes tivessem acesso a uma base de dados global segura, o fluxo de informação entre eles seria muito mais rápido.

Para saber mais, consulte Casos de uso de Blockchain: Saúde.

Remessa Blockchain

Quando se trata de fazer transferências internacionais, os processos bancários tradicionais são frequentemente complexos. Isto se deve principalmente à complexa rede de intermediários, à necessidade de pagar taxas de manuseio e aguardar a liquidação. Uma série de fatores leva a custos elevados e baixa confiabilidade ao usar processos de negócios tradicionais para transações de emergência.

A criptomoeda e o blockchain eliminam o ecossistema intermediário, tornando as transferências de dinheiro acessíveis e eficientes em todo o mundo. Embora o blockchain sem dúvida sacrifique o desempenho por certos atributos desejáveis, já existem vários projetos que aproveitam a tecnologia para permitir transações instantâneas e acessíveis.

Para saber mais, consulte Caso de uso de Blockchain: Remessas.

Quer começar sua jornada com criptomoedas? Acesse Binance e compre Bitcoin agora!

Blockchain e identidade digital

Todos desejam poder gerenciar com segurança as informações de identidade na Internet, por isso é urgentemente necessária uma solução rápida. Hoje, grandes quantidades de dados pessoais são armazenadas em servidores centralizados e analisadas através de algoritmos de aprendizagem automática sem o conhecimento ou consentimento da pessoa.​

A tecnologia Blockchain permite que os usuários tenham propriedade sobre seus próprios dados e divulguem informações seletivamente a terceiros somente quando necessário. Esse tipo de criptografia permite que as pessoas tenham uma experiência online mais tranquila, sem sacrificar a privacidade.

Para obter mais informações, consulte Caso de uso de Blockchain: identidade digital.

Blockchain e Internet das Coisas (IoT)

Um grande número de dispositivos físicos está agora conectado à Internet, e o número só está aumentando. Alguns especulam que a tecnologia blockchain melhorará muito a comunicação e a cooperação entre dispositivos. Os micropagamentos automatizados máquina a máquina (M2M) podem criar um novo ambiente económico, mas dependem de uma solução de base de dados segura e de alto rendimento.

Para saber mais, leia Casos de uso de Blockchain: Internet das Coisas (IoL).

Blockchain aplicado na governança

As redes distribuídas podem definir e impor as suas próprias formas de governança na forma de código de computador. Portanto, não é surpreendente que a blockchain possa ter a oportunidade de descentralizar e contornar vários processos de governação a nível local, nacional e até internacional.

Mais importante ainda, poderia resolver um dos maiores problemas enfrentados actualmente pelos ambientes de desenvolvimento de código aberto, que é a falta de um mecanismo fiável para a atribuição de fundos. A governança do Blockchain garante que todos os participantes possam participar na tomada de decisões e fornecer uma visão geral transparente de quais políticas específicas são implementadas.

Para saber mais, leia Casos de uso de Blockchain: governança.

Blockchain usado em caridade

As organizações de caridade são frequentemente prejudicadas nos seus esforços devido a restrições na forma como recebem financiamento. Ainda mais frustrante é o facto de o destino final dos fundos doados ser por vezes difícil de rastrear com precisão, o que sem dúvida dissuade muitas pessoas de apoiar estas organizações.

O foco da “criptofilantropia” é usar a tecnologia blockchain para contornar essas restrições. Este modelo baseia-se nas propriedades inerentes da tecnologia para garantir maior transparência, envolvimento global e redução de despesas. Este campo emergente está procurando uma maneira de maximizar o impacto das instituições de caridade. A Blockchain Charitable Foundation é exatamente uma dessas organizações.

Para saber mais, leia "Casos de uso de Blockchain: caridade".

Blockchain usado em especulação

Não há dúvida de que a tecnologia blockchain é muito procurada pela comunidade especulativa. As transferências sem atritos entre plataformas de negociação, soluções de negociação sem custódia e um crescente ecossistema de derivados tornam-no num campo de jogo ideal para especuladores de todos os tipos.

Devido às suas características inerentes, aqueles dispostos a assumir o risco envolvido no investimento nesta classe emergente de ativos verão o blockchain como uma excelente ferramenta. Algumas pessoas até acreditam que, uma vez amadurecida a tecnologia e as medidas regulatórias circundantes, é muito provável que o mercado especulativo global adote um modelo de tokenização na blockchain.

Para saber mais, leia "Casos de uso de Blockchain: mercados de previsão".

Financiamento coletivo e Blockchain

As plataformas de crowdfunding online têm vindo a desenvolver-se há décadas e estabeleceram uma base sólida para a economia peer-to-peer. O sucesso destes sites mostra que existe um interesse real no desenvolvimento de produtos de crowdfunding. No entanto, como custodiantes de fundos, estas plataformas podem extrair uma parte considerável das taxas como taxas de gestão. Além disso, desenvolverão o seu próprio conjunto de regras para facilitar o acordo entre os diferentes intervenientes.

A tecnologia Blockchain, e mais especificamente os contratos inteligentes, pode permitir um modelo de crowdfunding mais seguro e automatizado, onde o código informático define os termos do acordo.​

Outras aplicações de crowdfunding usando a tecnologia blockchain incluem ofertas iniciais de moedas (ICOs) e ofertas iniciais de troca (IEOs). Num processo semelhante de venda de tokens, os investidores levantam fundos com a expectativa de que a rede terá sucesso no futuro e receberão um retorno correspondente sobre o seu investimento.

Blockchain e sistema de arquivos distribuído

Comparado aos métodos tradicionais de armazenamento centralizado, o armazenamento de arquivos distribuído pela Internet tem mais vantagens. Uma grande quantidade de dados armazenados na nuvem depende de servidores e provedores de serviços centralizados, que muitas vezes são mais vulneráveis ​​a ataques ou perda de dados. Em alguns casos, os usuários às vezes enfrentam inacessibilidade, pois os servidores centralizados estão sujeitos à censura.

Do ponto de vista do usuário, as soluções de armazenamento de arquivos blockchain funcionam com os mesmos princípios de outras soluções de armazenamento em nuvem: você pode fazer upload, armazenar e acessar arquivos. No entanto, o que acontece nos bastidores varia muito.

Se você fizer upload de arquivos para um repositório blockchain, eles serão espalhados por vários nós e replicados. Em alguns casos, cada nó armazenará parte do conteúdo do arquivo. Partes dos dados não são muito úteis para eles, mas você sempre pode pedir a esses nós que forneçam partes individuais, para que você possa dividi-los em partes inteiras e obter um arquivo completo.

O espaço de armazenamento vem dos participantes que fornecem espaço de armazenamento e largura de banda à rede. Normalmente, os participantes receberão recompensas financeiras se fornecerem esses recursos, mas estarão sujeitos a penalidades financeiras se não cumprirem as regras ou não armazenarem e fornecerem documentos.

Você pode pensar nesse tipo de rede como semelhante ao Bitcoin. Neste caso, contudo, o principal objectivo da rede não é apoiar a transferência de valor monetário, mas permitir o armazenamento descentralizado e resistente à censura de ficheiros.

Outros protocolos de código aberto, como o InterPlanetary File System (IPFS), abriram caminho para esta nova rede distribuída e persistente. Na verdade, o IPFS é apenas um protocolo e uma rede ponto a ponto. Para ser mais preciso, não é um blockchain. No entanto, aplica alguns princípios da tecnologia blockchain para melhorar a segurança e a eficiência.