O que é tecnologia Blockchain? Guia definitivo

Seções

1. Blockchain 101

2. Como funciona o blockchain?

3. Para que é usado o blockchain?

Seção 1 - Blockchain 101

Contente

• O que é blockchain?

• Como os blocos estão conectados?

• Blockchains e descentralização

• O problema dos generais bizantinos

• Por que os blockchains precisam ser descentralizados?

• O que é rede ponto a ponto?

• Quais são os nós de um blockchain?

• Blockchains públicas vs. blockchains privadas

• 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

  • Prós

  • Contras

O que é blockchain?

Um blockchain é um tipo especial de banco de dados. Você também deve ter ouvido falar da tecnologia de contabilidade distribuída (DLT) – em muitos casos, ambos os conceitos se referem à mesma coisa.

Um blockchain possui certas propriedades únicas. Existem regras que determinam como os dados devem 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 é construído sobre o anterior e inclui uma porção de informações que o vincula a ele. Olhando para o bloco mais recente, podemos verificar que ele foi criado após o anterior. Portanto, se continuarmos descendo a “cadeia”, chegaremos ao nosso primeiro bloco – conhecido como bloco gênese.

Usando uma analogia, imagine que você tem uma planilha com duas colunas. Na primeira célula da primeira coluna, você insere todas as informações que deseja manter.

Os dados nesta primeira célula serão convertidos em um identificador de duas letras, que será então usado como parte da próxima entrada. Em nosso exemplo, o identificador de duas letras KP deve ser usado para preencher a próxima célula da segunda linha (defKP). Isso significa que se você modificar os dados da primeira entrada (abcAA), terá uma combinação de letras diferente em todas as células restantes.

Um banco de dados no qual cada entrada está vinculada à última.

Se olharmos agora para a linha 4, vemos que nosso identificador mais recente é TH. Lembra como mencionamos que você não pode voltar atrás e excluir ou excluir entradas? A razão é que seria fácil para qualquer um perceber que isso aconteceu, e sua tentativa de mudança seria simplesmente ignorada.

Imagine que você altere os dados na primeira célula – você obteria um identificador diferente, o que significa que seu segundo bloco teria dados diferentes, resultando em um identificador diferente na linha 2 e assim por diante. O TH é, em essência, um produto de todas as informações que o precedem.

Como os blocos estão conectados?

A discussão acima – com nossos identificadores de duas letras – é uma analogia simples da maneira como um blockchain emprega funções hash. Hashing é a cola que mantém os blocos unidos. Consiste em pegar dados de qualquer tamanho para produzir uma saída (um hash) que terá sempre o mesmo comprimento.

Os hashes usados ​​em blockchains são interessantes, pois a probabilidade de encontrar duas informações que gerem exatamente o mesmo resultado é astronomicamente baixa. Tal como acontece com os nossos identificadores acima, qualquer pequena modificação nos nossos dados de entrada resultará em uma saída completamente diferente.

Podemos ilustrar isso com SHA256, uma função amplamente utilizada no Bitcoin. Como você pode ver, mesmo o uso diferenciado de letras maiúsculas é suficiente para alterar completamente a saída.

O fato de não haver “colisões” conhecidas (ou seja, duas entradas diferentes dando a mesma saída) para SHA256 é incrivelmente valioso no contexto de blockchains. Isso significa que cada bloco pode apontar para o anterior incluindo seu hash, e qualquer tentativa de editar blocos antigos será imediatamente aparente.

Cada bloco contém uma impressão digital do anterior.

Blockchains e descentralização

Explicamos a estrutura básica de um blockchain. Mas quando você ouve as pessoas falarem sobre a tecnologia blockchain, provavelmente não estão se referindo ao banco de dados em si, mas sim ao ecossistema construído em torno dele.

Como estruturas de dados independentes, os blockchains são úteis apenas para aplicações muito específicas. As coisas ficam interessantes quando as usamos como uma ferramenta para estranhos se coordenarem. Combinado com outras tecnologias e alguma teoria dos jogos, um blockchain pode atuar como um livro-razão distribuído que ninguém controla.

O que isto significa é que nenhum ator tem o poder de editar as informações em torno das regras do sistema (falaremos mais sobre as regras em breve). Nesse sentido, poderíamos argumentar que todos estão na posse do livro-razão simultaneamente: os participantes concordam com a sua aparência em todos os momentos.

O problema dos generais bizantinos

O verdadeiro desafio que impede um sistema como o descrito acima é o que conhecemos como o Problema dos Generais Bizantinos. Concebido na década de 1980, descreve um dilema em que participantes isolados devem comunicar-se para coordenar suas ações. O dilema em questão envolve uma série de generais do exército cercando uma cidade, enquanto decidem se irão atacá-la. Os generais só podem comunicar através de um mensageiro.

Cada um deve decidir se ataca ou recua. Não importa se farão uma coisa ou outra, desde que todos os generais partilhem da mesma decisão. Se decidirem atacar, só terão sucesso se se moverem em uníssono. Então, como podemos garantir que eles consigam isso?

Claro, eles poderiam se comunicar através do mensageiro. Mas o que aconteceria se o mensageiro fosse interceptado com uma mensagem que diz “atacaremos de madrugada” e essa mensagem fosse substituída por outra que dissesse “atacaremos hoje à noite”? E se um dos generais for um ator malicioso que engana deliberadamente os outros para garantir a sua derrota?

Os generais têm sucesso quando todos atacam (esquerda). Quando alguns recuam enquanto outros atacam, eles serão derrotados (direita).

Precisamos de uma estratégia que permita chegar a um consenso, mesmo no caso de os participantes se revelarem mal-intencionados ou de as mensagens serem interceptadas. Deixar de manter um banco de dados não é uma situação de vida ou morte equivalente a atacar uma cidade sem reforços, mas o mesmo princípio se aplica. Se não houver ninguém encarregado de supervisionar o blockchain e fornecer informações “corretas” aos usuários, então serão os usuários que deverão ser capazes de se comunicar entre si.

Para superar a falha potencial de um (ou vários) usuários, os mecanismos de blockchain devem ter sido cuidadosamente projetados para serem resistentes a tais contratempos. Chamamos sistemas capazes de atingir essa tolerância a falhas bizantinas. Como veremos em breve, algoritmos de consenso são usados ​​para impor regras firmes.

Por que os blockchains precisam ser descentralizados?

É claro que seria possível operar um blockchain sozinho. Mas você acabaria tendo um banco de dados desajeitado em comparação com outras alternativas superiores. E o seu verdadeiro potencial só pode ser aproveitado num ambiente descentralizado – ou seja, onde haja igualdade entre todos os utilizadores. Desta forma, o blockchain não pode ser eliminado ou dominado maliciosamente. Será uma fonte única de verdade que será visível para todos.

O que é rede ponto a ponto?

A rede ponto a ponto (P2P) é nossa camada de usuário (ou camada geral, em nosso exemplo anterior). Não há administrador, então em vez de se conectar a um servidor central toda vez que alguém deseja trocar informações com outro usuário, o que eles fazem é enviá-las diretamente aos seus pares.

Vejamos o gráfico abaixo. À esquerda, A precisa enviar sua mensagem através do servidor para levá-la a F. No lado direito, porém, os dois estão conectados sem intermediário.

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

Normalmente, o servidor armazena todas as informações de que os usuários precisam. Ao acessar a Binance Academy, você solicita aos servidores que forneçam todos os itens. Se a página da web estiver "offline", você não conseguirá vê-los. No entanto, se você baixou todo o conteúdo, poderá carregá-lo para o seu computador sem precisar consultar a Binance Academy.

Basicamente, é isso que cada ponto da rede faz com o blockchain: eles armazenam todo o banco de dados em seu computador. Se alguém sair da rede, os usuários que permanecerem nela ainda poderão acessar o blockchain e compartilhar informações entre si. Quando um novo bloco é adicionado à cadeia, os dados são propagados pela rede para que todos possam atualizar sua própria cópia do livro-razão.

Não se esqueça de ler a nossa Introdução às Redes Peer-to-Peer para uma análise mais detalhada deste tipo de redes.

Quais são os nós de um blockchain?

Os nós são, simplesmente, as máquinas que estão conectadas à rede – eles são responsáveis ​​por armazenar cópias do blockchain e compartilhar informações com o restante das unidades. Os usuários não precisam gerenciar manualmente esses processos. Geralmente, tudo o que eles precisam fazer é baixar e executar o software blockchain, e o resto funcionará automaticamente.

Acima descrevemos o que é um nó em seu sentido mais puro, mas a definição também pode incluir outros usuários que interagem de alguma forma com a rede. No caso das criptomoedas, por exemplo, um simples aplicativo tipo carteira em seu telefone seria o que chamamos de nó leve.

Blockchains públicas vs. blockchains privadas

Como você deve saber, o Bitcoin lançou as bases para que a indústria blockchain se tornasse o que é hoje. Assim que o Bitcoin começou a provar ser um ativo financeiro legítimo, os participantes inovadores começaram a pensar no potencial da tecnologia subjacente para outros campos. Isso levou à exploração do blockchain para inúmeros casos de uso fora do setor financeiro.

Bitcoin é o que chamamos de “blockchain público”. Isso significa que qualquer pessoa pode visualizar as transações que ele contém, e tudo o que é necessário para ingressar é uma conexão com a Internet e o software necessário. Como não há outros requisitos para participar, podemos nos referir a esses tipos de ambientes como sem permissão.

Em contraste, existe também outro tipo de blockchain que chamamos de “blockchains privados”. Esses sistemas estabelecem regras que determinam quem pode ver e interagir com o blockchain. Por esse motivo, nos referimos a eles como ambientes permitidos. Embora os blockchains privados possam parecer redundantes à primeira vista, eles apresentam certas aplicações importantes – principalmente em cenários corporativos.

Se quiser saber mais sobre o tema, dê uma olhada em Blockchains Privados, Públicos e Consorciados – Como eles se diferenciam?

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Como funcionam as transações?

Se Alice quiser pagar a Bob por transferência bancária, ela precisará notificar o banco. Para simplificar, digamos que ambas as partes utilizem o mesmo banco. Este último verificará se Alice possui os fundos necessários para realizar a transação, antes de atualizar sua base de dados (ou seja, anotando -50$ para Alice e +50$ para Bob).

Não é algo muito diferente do que acontece numa blockchain. Afinal, também é um banco de dados. A principal diferença é que não existe um único ator responsável pelos controles e atualizações dos saldos, mas sim todos os nós devem fazê-lo.

Se Alice quiser enviar cinco bitcoins para Bob, ela transmitirá uma mensagem anunciando isso para a rede. Isso não será adicionado imediatamente ao blockchain – os nós verão isso, mas outras ações precisarão ser concluídas para que a transação seja confirmada. Veja Como os blocos são adicionados ao blockchain?

Assim que a transação for adicionada ao blockchain, todos os nós poderão ver que ela foi executada. A seguir, o que eles farão é atualizar sua cópia do blockchain para refletir isso. A partir daí, Alice não poderá enviar essas mesmas cinco unidades para Carol (o que estaria cometendo um “gasto em dobro”), pois a rede saberá que ela já gastou em uma transação anterior.

Não existem conceitos de “nome de usuário” e “senha” – a criptografia de chave pública é usada para provar a propriedade dos fundos. Então, primeiro, para receber fundos, Bob precisará gerar uma chave privada. Este é simplesmente um número aleatório muito longo, que é virtualmente impossível para qualquer um adivinhar – mesmo que tenha centenas de anos para tentar. Mas se Bob revelar sua chave privada a alguém, essa pessoa poderá agir como proprietária de seus fundos (e, portanto, gastá-los). Portanto, é importante que você mantenha isso em segredo.

O que Bob pode fazer, entretanto, é derivar uma chave pública de sua chave privada. Você pode então fornecer essa chave pública a qualquer pessoa, porque é virtualmente impossível para alguém fazer engenharia reversa da chave privada a partir dela. Na maioria dos casos, Bob executará outra operação na chave pública (como hash) para obter um endereço público.

Bob dará a Alice o endereço público para que ela saiba para onde enviar os fundos. Ela irá gerar uma transação que diz pagar esses fundos para este endereço público. A seguir, para provar à rede que ela não está tentando gastar fundos que não são dela, Alice irá gerar uma assinatura digital usando sua própria chave privada. Qualquer um pode obter a mensagem assinada de Alice e compará-la com sua chave pública para determinar com certeza se ela tem o direito de enviar esses fundos para Bob.

Como fazer transações Bitcoin

Para ilustrar como você pode transacionar Bitcoin, vamos imaginar dois cenários. No primeiro você planeja retirar bitcoins da Binance, enquanto no segundo você planeja enviar fundos da sua TrustWallet para a sua carteira Electrum.

Como retirar bitcoins da Binance

1. Faça login em sua conta Binance. Se você ainda não tem bitcoins, confira nosso guia Bitcoin sobre como comprá-los.

2. Passe o mouse sobre “Carteira” e selecione “Carteira Spot”.

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

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

5. Copie o endereço para onde deseja enviar os bitcoins retirados e cole-o no Endereço BTC do Destinatário.

6. Especifique o valor que deseja sacar.

7. Clique em “Enviar”.

8. Você receberá um e-mail de confirmação logo em seguida. Verifique cuidadosamente se o endereço está correto. Se for, confirme a transação no mesmo e-mail.

9. Aguarde até que sua transação passe pelo blockchain. Você pode monitorar seu status na guia Histórico de depósitos e retiradas ou usando um explorador de blocos.

Como enviar bitcoins da Trust Wallet para a Electrum

Neste exemplo, enviaremos alguns 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 sua carteira Electrum.

5. Clique na aba “Receber” da Electrum e copie o endereço.

Alternativamente, você pode retornar ao Trust Wallet e tocar no ícone [–] para escanear o código QR apontando para o seu endereço Electrum.

6. Cole seu endereço Bitcoin em “Endereço do Destinatário” na Trust Wallet.

7. Especifique a quantidade.

8. Se tudo parecer correto, confirme a transação.

9. Pronto! Aguarde a confirmação da sua transação no blockchain. Você pode monitorar seu status inserindo seu endereço em um explorador de blocos.

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Quem inventou a tecnologia blockchain?

A tecnologia Blockchain foi formalizada em 2009 com o lançamento do Bitcoin – o primeiro e mais popular blockchain. Porém, seu pseudônimo de criador, Satoshi Nakamoto, se inspiraria em tecnologias e propostas anteriores.

Blockchains fazem uso extensivo de funções hash e criptografia – elementos que, quando o Bitcoin foi lançado, já existiam há décadas. Curiosamente, a origem da estrutura blockchain pode ser rastreada até o início da década de 1990, no entanto, naquela época ela era usada apenas para "carimbar a data e hora" de documentos - para que não pudessem ser alterados posteriormente.

Para saber mais sobre o tema, consulte História do Blockchain.

Prós e contras da tecnologia blockchain

As blockchains devidamente concebidas resolvem um problema que afeta as partes interessadas em vários setores – das finanças à agricultura. Uma rede distribuída tem inúmeras vantagens em relação ao modelo cliente-servidor tradicional, mas também apresenta algumas desvantagens.

Prós

Um dos benefícios imediatos apontados no white paper do Bitcoin é a possibilidade de efetuar pagamentos sem a participação de um intermediário. Os blockchains subsequentes deram um passo além, permitindo aos usuários enviar todos os tipos de informações. A eliminação de contrapartes traduz-se num menor risco para os utilizadores envolvidos e resulta em comissões mais baixas - porque não há intermediários a assumir a parte.

Como mencionamos antes, uma rede pública de blockchain também é “sem permissão” – não há barreira à entrada, porque ninguém é responsável por ela. Se um usuário potencial puder se conectar à Internet, ele poderá interagir com outros pares na rede.

Muitos argumentarão que a qualidade mais importante dos blockchains é que eles possuem um alto grau de resistência à censura. Para desativar um serviço centralizado, tudo o que um agente mal-intencionado precisaria fazer seria atingir um servidor. Mas em uma rede ponto a ponto, cada nó atua como um servidor independente.

Um sistema como o Bitcoin tem mais de 10.000 nós visíveis espalhados por todo o mundo, tornando virtualmente impossível que até mesmo um invasor com bons recursos comprometa a rede. É necessário observar que também existem muitos nós ocultos – que não são visíveis para a rede em geral.

Estas são algumas das vantagens gerais. Existem muitos casos de uso específicos que os blockchains podem satisfazer, como você verá em Para que serve um blockchain?

Contras

Blockchains não são uma solução mágica para todos os problemas. Por serem otimizados para seus pontos fortes, mencionados na seção anterior, acabam apresentando deficiências em outras áreas. O obstáculo mais óbvio para a adoção em massa de blockchains é o fato de que eles não escalam muito bem.

Isso é válido para qualquer rede distribuída. Como todos os participantes devem permanecer sincronizados, novas informações não podem ser adicionadas muito rapidamente, caso contrário os nós não conseguirão acompanhar. Portanto, os desenvolvedores tendem a limitar deliberadamente a velocidade com que o blockchain pode ser atualizado, para garantir que o sistema permaneça descentralizado.

Para os usuários de uma rede, isso pode se manifestar na forma de longos períodos de espera se muitas pessoas tentarem fazer transações. Os blocos só podem conter uma certa quantidade de dados e não são adicionados à cadeia instantaneamente. Se houver mais transações do que um bloco pode conter, as adicionais terão que esperar pelo próximo bloco.

Outra possível desvantagem dos sistemas blockchain descentralizados é que eles não podem ser facilmente atualizados. Se estiver criando seu próprio software, você poderá adicionar novas funcionalidades conforme achar adequado - você não precisa colaborar com outras pessoas ou pedir permissão para fazer alterações.

Num ambiente com milhões de utilizadores potenciais, fazer alterações é consideravelmente mais difícil. Você poderá modificar certos parâmetros do software do seu nó, mas eventualmente acabará isolado da rede. Se o software modificado for incompatível com outros nós, eles irão detectá-lo e rejeitar a interação com ele.

Digamos que você queira alterar a regra que determina o tamanho máximo do bloco (de 1 MB para 2 MB). Você poderia tentar enviar esse bloco para os nós aos quais está conectado, mas eles têm uma regra que diz “não aceite blocos maiores que 1 MB”. Se receberem algo maior, não o incluirão em sua cópia do blockchain.

A única maneira de implementar mudanças é fazer com que a maior parte do ecossistema as aceite. No caso de grandes blockchains, pode levar meses – ou até anos – de intensas discussões em fóruns antes que as mudanças possam ser coordenadas. Para saber mais sobre este tópico, consulte Hard Forks e Soft Forks.

Seção 2 – Como funciona o blockchain?

Contente

• Como os blocos são adicionados ao blockchain?

• Mineração (Prova de Trabalho)

  • Prós da Prova de Trabalho

  • Contras da Prova de Trabalho

• Staking (Prova de Stake)

  • Prós da Prova de Participação

  • Contras da Prova de Participação

• Outros algoritmos de consenso

• Posso reverter transações blockchain?

• O que é escalabilidade de blockchain?

• Por que o blockchain precisa ser dimensionado?

• O que é um fork de blockchain?

  • Garfos macios

  • Garfos duros

Como os blocos são adicionados ao blockchain?

Até este ponto cobrimos muitos tópicos. Sabemos que os nós estão interligados e armazenam cópias do blockchain. Além disso, eles transmitem informações sobre transações e novos blocos entre si. Já analisamos o que são nós, mas você deve estar se perguntando: como novos blocos são adicionados ao blockchain?

Não existe uma fonte única que diga aos usuários o que fazer. Como todos os nós têm o mesmo poder, é necessário que haja um mecanismo para decidir de forma justa quem pode adicionar blocos ao blockchain. Precisamos de um sistema que encare a trapaça dos usuários, mas que os recompense quando agem honestamente. Qualquer usuário racional desejará agir de uma forma que seja economicamente benéfica.

Como a rede não tem permissão, a criação de blocos deve ser acessível a qualquer pessoa. Os protocolos muitas vezes garantem isso, exigindo que o usuário coloque alguma “pele no jogo”: ele deve colocar seu próprio dinheiro em risco. Isso permitirá que eles participem da criação de blocos e, caso gerem um válido, receberão uma recompensa.

Porém, se tentarem trapacear, o resto da rede saberá. Qualquer aposta que eles enviarem será perdida. Chamamos esses mecanismos de algoritmos de consenso porque eles permitem que os participantes da rede cheguem a um consenso sobre qual bloco deve ser adicionado em seguida.

Mineração (Prova de Trabalho)

A mineração é de longe o algoritmo de consenso mais utilizado. Na mineração, o algoritmo Prova de Trabalho (PoW) é usado. Isso envolve usuários sacrificando o poder de computação para tentar resolver um quebra-cabeça definido pelo protocolo.

O quebra-cabeça exige que os usuários controlem as transações e outras informações incluídas no bloco. Mas para que o hash seja considerado válido, ele deve estar abaixo de um determinado número. Como não há como prever qual será o resultado dado, os mineradores devem continuar analisando dados ligeiramente modificados até encontrarem uma solução válida.

Obviamente, dados hash repetidos são computacionalmente caros. Nas blockchains de Prova de Trabalho, a “aposta” que os usuários enviam é o dinheiro investido nos computadores de mineração e na eletricidade usada para alimentá-los. Eles fazem isso na esperança de obter uma recompensa em bloco.

Lembra como dissemos anteriormente que é virtualmente impossível reverter um hash, mas é fácil de verificar? Quando um minerador envia um novo bloco para o resto da rede, todos os outros nós o utilizam como entrada para uma função hash. Eles simplesmente precisam executá-lo uma vez para verificar se o bloco é válido de acordo com as regras do blockchain. Caso contrário, o minerador não receberá a recompensa e terá desperdiçado energia elétrica à toa.

O primeiro blockchain de Prova de Trabalho foi o Bitcoin. Desde a sua criação, muitos outros blockchains adotaram o mecanismo PoW.

Vantagens da prova de trabalho

• Experimentado e testado: até o momento, a Prova de Trabalho é o algoritmo de consenso mais maduro e garantiu o valor de centenas de bilhões de dólares.

• Sem permissão: qualquer pessoa pode participar da competição 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 nunca é controlado por uma única parte.

Contras de Prova de trabalho

• Desperdício: A mineração consome uma enorme quantidade de eletricidade.

• Barreiras de entrada cada vez mais altas: À medida que mais mineradores ingressam na rede, os protocolos aumentam a dificuldade do quebra-cabeça da mineração. Para permanecerem competitivos, os usuários devem investir em equipamentos melhores. Isso pode custar muitos mineradores.

• Ataques de 51%: Embora a mineração promova a descentralização, há uma chance de que um minerador adquira a maior parte do poder de hashing. Se o fizerem, poderão teoricamente desfazer transações e minar a segurança do blockchain.

Staking (Prova de Stake)

Nos sistemas de Prova de Trabalho, o que o incentiva a agir honestamente é o dinheiro que você pagou pela mineração de computadores e eletricidade. Você não obterá retorno do seu investimento se não minerar os blocos corretamente.

Com o Proof of Stake (PoS), não há custo externo. Em vez de mineradores, temos validadores que propõem (ou “forjam”) blocos. Eles podem usar um computador normal para gerar novos blocos, mas devem colocar uma parte significativa de seus fundos em jogo para obter o privilégio. O staking é feito com uma quantidade pré-definida da criptomoeda nativa do blockchain, de acordo com as regras de cada protocolo.

Implementações diferentes têm variações diferentes, mas uma vez que um validador aposta suas unidades, o protocolo pode selecioná-las aleatoriamente para anunciar o próximo bloco. Fazendo isso corretamente, eles receberão uma recompensa. Alternativamente, pode haver vários validadores que concordem com o próximo bloco, e uma recompensa é distribuída proporcionalmente à aposta que cada um enviou.

Blockchains PoS “puros” são menos comuns que DPoS (Delegated Proof of Stake), que exige que os usuários votem em nós (testemunhas) para validar blocos para toda a rede.

Ethereum, o principal blockchain de contrato inteligente, em breve fará a transição para Proof of Stake à medida que migra para ETH 2.0.

Vantagens da Prova de Participação

• Ecologicamente correto: a pegada de carbono do PoS é uma fração da mineração PoW. O piqueteamento elimina a necessidade de operações de hash que consomem muitos recursos.

• Transações mais rápidas: Como não há necessidade de gastar poder de computação adicional em quebra-cabeças arbitrários definidos pelo protocolo, alguns proponentes do PoS argumentam que isso poderia aumentar o rendimento das transações.

• Recompensas e juros de staking: em vez de irem para os mineradores, as recompensas pela segurança da rede são pagas diretamente aos detentores de tokens. Em alguns casos, o PoS permite que os usuários obtenham renda passiva na forma de airdrops ou juros, simplesmente apostando seus fundos.

Contras da Prova de Participação

• Relativamente não testado: os protocolos PoS ainda não foram testados em larga escala. Pode haver algumas vulnerabilidades não descobertas em sua implementação ou na criptoeconomia.

• Plutocracia: Há preocupações de que o PoS incentive um ecossistema “rico fica mais rico”, já que validadores com apostas altas tendem a ganhar mais recompensas.

• Problema de “nada apostado”: ​​no PoW, os usuários só podem “apostar” uma cadeia: eles mineram na cadeia que acreditam ter maior probabilidade de sucesso. Durante um hard fork, eles não podem apostar múltiplos com o mesmo poder de hash. No entanto, os validadores em PoS podem trabalhar em múltiplas cadeias com poucos custos adicionais, o que pode causar problemas económicos.

Outros algoritmos de consensoOutros algoritmos de consenso

Prova de trabalho e Prova de aposta são os algoritmos de consenso mais comuns, mas existem muitos mais. Alguns são híbridos que combinam elementos de ambos os sistemas, enquanto outros são métodos completamente diferentes.

Não vamos abordá-los aqui, mas se você estiver interessado, confira os seguintes artigos:

• Prova de trabalho atrasada explicada

• Prova de Consenso de Participação Alugada Explicado

• Prova de autoridade explicada

• Prova de queimadura explicada

Posso reverter transações blockchain?

Blockchains são, por design, bancos de dados muito robustos. Suas propriedades inerentes tornam extremamente difícil excluir ou modificar dados de blockchain após terem sido registrados. Quando se trata de Bitcoin e outras grandes redes, é quase impossível. Portanto, quando você faz uma transação em um blockchain, é melhor pensar nela como escrita em pedra para sempre.

Dito isto, existem muitas implementações diferentes de blockchain, e a diferença mais fundamental entre elas é como chegam a um consenso dentro da rede. Isto significa que, em algumas implementações, um grupo relativamente pequeno de participantes pode ganhar poder suficiente dentro da rede para reverter efetivamente as transações. Isto é especialmente preocupante para altcoins que funcionam em redes pequenas (com baixas taxas de hash devido à baixa concorrência na mineração).

O que é escalabilidade do blockchain?

A escalabilidade do blockchain é geralmente usada como um termo geral para se referir à capacidade de um sistema blockchain de atender à demanda crescente. Embora as blockchains tenham propriedades desejáveis ​​(como descentralização, resistência à censura, imutabilidade), elas têm um custo.

Ao contrário dos sistemas descentralizados, um banco de dados centralizado pode operar com velocidade e desempenho consideravelmente maiores. Isto faz sentido já que milhares de nós espalhados pelo mundo não precisam sincronizar com a rede toda vez que seu conteúdo é modificado. Mas este não é o caso dos blockchains. Como resultado, a escalabilidade tem sido um tema muito debatido entre os desenvolvedores de blockchain há anos.

Várias soluções diferentes foram propostas ou implementadas para mitigar algumas das desvantagens de desempenho dos blockchains. Neste ponto, no entanto, não existe uma melhor abordagem clara. Provavelmente será necessário tentar muitas soluções diferentes até que haja respostas mais diretas para o problema de escalabilidade.

Em um nível mais amplo, há uma questão fundamental sobre escalabilidade: devemos melhorar o desempenho do próprio blockchain (escalonamento on-chain) ou devemos permitir que as transações sejam executadas sem sobrecarregar o blockchain principal (escalamento off-chain)?

Pode haver vantagens claras para ambos. As soluções de escalabilidade on-chain podem reduzir o tamanho das transações ou até mesmo otimizar a forma como os dados são armazenados em blocos. Por outro lado, as soluções off-chain envolvem transações em lote fora da blockchain principal, e só as adicionam posteriormente. Algumas das soluções fora da cadeia mais notáveis ​​são chamadas de sidechains e canais de pagamento.

Se você quiser se aprofundar neste tópico, leia Escalabilidade Blockchain: Sidechains e Canais de Pagamento.

Por que o blockchain precisa ser dimensionado?

Se os sistemas blockchain quiserem competir com os seus homólogos centralizados, devem ser pelo menos tão eficientes quanto eles. Porém, realisticamente, eles provavelmente terão que fazer ainda melhor para incentivar os desenvolvedores e usuários a mudar para plataformas e aplicativos baseados em blockchain.

Isto significa que, em comparação com sistemas centralizados, o uso de blockchains deve ser mais rápido, mais barato e mais fácil para desenvolvedores e usuários. Não é uma tarefa fácil de conseguir, mantendo as características definidoras dos blockchains que discutimos acima.

O que é um fork de blockchain?

Como acontece com qualquer software, os blockchains precisam de atualizações para corrigir problemas, adicionar novas regras ou remover regras antigas. Como a maior parte do software blockchain é de código aberto, qualquer pessoa pode, teoricamente, propor novas atualizações para adicionar ao software que governa a rede.

Tenha em mente que blockchains são redes distribuídas. Depois que o software for atualizado, milhares de nós espalhados pelo mundo deverão ser capazes de se comunicar e implantar a nova versão. Mas o que acontece se os participantes não chegarem a um acordo sobre qual atualização implementar? Normalmente, não existe uma organização com um fluxo de decisão estabelecido para decidir. Isso nos leva aos garfos moles e duros.

Garfos macios

Se houver um acordo geral sobre como deve ser uma atualização, é uma questão relativamente simples. Em um cenário como esse, o software é atualizado com uma alteração compatível com versões anteriores, o que significa que os nós atualizados ainda podem interagir com os nós que não o são. No entanto, na realidade, espera-se que quase todos os nós sejam atualizados ao longo do tempo. Isso é chamado de garfo macio.

Garfos duros

Um hard fork é mais complicado. Uma vez implementadas, as novas regras serão incompatíveis com as antigas. Portanto, se um nó que executa as novas regras tentar interagir com um nó que executa as regras antigas, eles não conseguirão se comunicar. Isso resulta na divisão do blockchain em dois: em um, o software antigo está em execução, no outro, as novas regras são implementadas.

Após o hard fork, existem essencialmente duas redes diferentes executando dois protocolos diferentes em paralelo. Vale ressaltar que no momento do fork, os saldos da unidade nativa do blockchain são clonados da rede anterior. Portanto, se você tinha saldo na corrente antiga no momento da bifurcação, também terá saldo na nova.

Consulte Hard Forks e Soft Forks para obter mais informações sobre isso.

Capítulo 3 - Para que serve o blockchain?

Conteúdo

• Blockchain para cadeias de abastecimento

• Blockchain e a indústria de jogos

• Blockchain para saúde

• Remessas com blockchain

• Blockchain e identidade digital

• Blockchain e Internet das Coisas (IoT)

• Blockchain para governança

• Blockchain para caridade

• Blockchain para especulação

• Financiamento coletivo com Blockchain

• Blockchain e sistemas de arquivos distribuídos

A tecnologia Blockchain pode ser usada para uma ampla variedade de casos de uso. Vejamos alguns deles.

Blockchain para cadeias de abastecimento

Cadeias de abastecimento eficientes estão no centro de muitas empresas de sucesso e dizem respeito ao manuseio de mercadorias do fornecedor ao consumidor. Coordenar múltiplas partes interessadas em um determinado setor tem sido tradicionalmente difícil. No entanto, a tecnologia blockchain poderia permitir novos níveis de transparência em muitas indústrias. Um ecossistema de cadeia de suprimentos interoperável que gira em torno de um banco de dados imutável é exatamente o que muitas indústrias precisam para se tornarem mais robustas e confiáveis.

Se você quiser ler mais, confira 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 poderia se beneficiar muito com a tecnologia blockchain. Geralmente, os jogadores tendem a ficar à mercê dos desenvolvedores de jogos. Na maioria dos jogos online, os jogadores são forçados a confiar no espaço do servidor dos desenvolvedores e seguir seus conjuntos de regras em constante mudança. Neste contexto, a blockchain poderia ajudar a descentralizar a propriedade, gestão e manutenção de jogos online.

O que pode ser o maior problema, no entanto, é que os elementos de jogabilidade não podem existir fora dos títulos, eliminando as possibilidades de propriedade real e de mercados secundários. Ao optar por uma abordagem baseada em blockchain, os jogos poderiam se tornar mais sustentáveis ​​no longo prazo, e os itens do jogo emitidos como cripto-colecionáveis ​​poderiam ganhar valor no mundo real.

Se você quiser ler mais, confira Casos de uso de Blockchain: jogos.

Blockchain para saúde

O armazenamento confiável de registros médicos é vital para qualquer sistema de saúde, e a dependência de servidores centralizados deixa informações confidenciais vulneráveis. A transparência e a segurança da tecnologia blockchain tornam-na uma plataforma ideal para armazenar registros médicos.

Ao proteger criptograficamente seus registros em um blockchain, os pacientes podem manter sua privacidade e compartilhar suas informações médicas com qualquer instituição de saúde. Se todos os participantes no sistema de saúde atualmente fragmentado pudessem aceder a uma base de dados global e segura, o fluxo de informação entre eles seria muito mais rápido.

Se você quiser ler mais, confira Casos de uso de Blockchain: Saúde.

Remessas com blockchain

Enviar dinheiro internacionalmente é um incômodo para os bancos tradicionais. Principalmente devido a uma intrincada rede de intermediários, as taxas e os prazos de liquidação tornam o uso dos bancos tradicionais caro e pouco confiável para transações urgentes.

As criptomoedas e os blockchains eliminam este ecossistema de intermediários e podem permitir transferências rápidas e baratas em todo o mundo. Embora as blockchains sem dúvida sacrifiquem o desempenho por algumas de suas propriedades desejáveis, vários projetos estão aproveitando a tecnologia para permitir transações baratas e quase instantâneas.

Se você quiser ler mais, confira Casos de uso de Blockchain: Remessas.

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Blockchain e identidade digital

O gerenciamento seguro de identidades na Internet precisa urgentemente de uma solução rápida. Uma quantidade extraordinária dos nossos dados pessoais é armazenada em servidores centralizados e analisada através de algoritmos de aprendizagem automática sem o nosso conhecimento ou consentimento.

A tecnologia Blockchain permite que os usuários se apropriem de seus dados e divulguem seletivamente informações a terceiros somente quando necessário. Esse tipo de criptografia mágica pode permitir uma experiência online mais tranquila, sem sacrificar a privacidade.

Se você quiser ler mais, confira Casos de uso de Blockchain: identidade digital.

Blockchain e Internet das Coisas (IoT)

Um número extraordinário de dispositivos físicos está conectado à Internet e esse número só tende a aumentar. Alguns especulam que a comunicação e a cooperação entre estes dispositivos poderiam aumentar significativamente com a tecnologia blockchain. Os micropagamentos automatizados máquina a máquina (M2M) poderiam criar uma nova economia que depende de uma solução de banco de dados segura e de alto desempenho.

Se você quiser ler mais, confira Casos de uso de Blockchain: Internet das Coisas (IoT).

Blockchain para governança

As redes distribuídas podem definir e impor as suas próprias formas de regulação na forma de código de computador. Não é surpreendente que a blockchain tenha a oportunidade de desintermediar vários processos de governação a nível local, nacional ou mesmo internacional.

Além disso, poderia resolver um dos maiores problemas enfrentados atualmente pelos ambientes de desenvolvimento de código aberto: a falta de um mecanismo confiável para a distribuição de fundos. A governança do Blockchain garante que todos os participantes possam participar na tomada de decisões e fornece uma visão geral transparente das políticas que estão sendo implementadas.

Se você quiser ler mais, confira Casos de uso de Blockchain: governança.

Blockchain para caridade

As instituições de caridade são frequentemente prejudicadas por limitações sobre como podem aceitar fundos. Ainda mais frustrante, o destino final dos fundos doados pode ser difícil de acompanhar com precisão, o que sem dúvida desencoraja muitos de apoiarem estas organizações.

“Criptofilantropia” refere-se ao uso da tecnologia blockchain para contornar essas limitações. Baseando-se nas propriedades inerentes da tecnologia para garantir maior transparência, participação global e redução de despesas, o campo emergente procura maximizar o impacto das instituições de caridade. Uma dessas organizações é a Blockchain Charity Foundation.

Se você quiser ler mais, confira Casos de uso de Blockchain: Caridade.

Blockchain para especulação

Sem dúvida, um dos usos mais populares da tecnologia blockchain é a especulação. As transferências sem atrito entre bolsas, as soluções de negociação sem custódia e um ecossistema crescente de produtos derivados tornam-no num campo de jogo ideal para todos os tipos de cambistas.

Devido às suas propriedades inerentes, o blockchain é um excelente instrumento para aqueles dispostos a correr o risco de participar de tal classe de ativos. Alguns até pensam que, uma vez amadurecida a tecnologia e a regulamentação envolvente, os mercados especulativos globais podem ser tokenizados na blockchain.

Se você quiser ler mais, confira Casos de uso de Blockchain: mercados de previsão.

Financiamento coletivo com Blockchain

As plataformas de crowdfunding online têm lançado as bases para a economia peer-to-peer há quase uma década. O sucesso destes sites mostra que existe um interesse real no desenvolvimento de produtos financiados por crowdfunding. No entanto, como essas plataformas atuam como custodiantes dos fundos, podem receber uma parcela considerável deles como taxas. Além disso, cada um terá seu próprio conjunto de regras para facilitar o acordo entre os diferentes participantes.

A tecnologia Blockchain, e mais especificamente os contratos inteligentes, poderia permitir um crowdfunding mais seguro e automatizado, onde os termos dos acordos são definidos em código de computador.

Outra aplicação de crowdfunding usando blockchain são as ofertas iniciais de moedas (ICOs) e as ofertas iniciais de troca (IEOs). Em vendas simbólicas como essas, os investidores levantam fundos na esperança de que a rede tenha sucesso no futuro e obtenham o retorno do seu investimento.

Blockchain e sistemas de arquivos distribuídos

Distribuir o armazenamento de arquivos pela Internet traz muitos benefícios em comparação com alternativas centralizadas convencionais. Grande parte dos dados armazenados na nuvem depende de servidores e provedores de serviços centralizados, que tendem a ser mais vulneráveis ​​a ataques e perda de dados. Em alguns casos, os utilizadores também podem enfrentar problemas de acessibilidade devido à censura por parte de servidores centralizados.

Do ponto de vista do usuário, as soluções de armazenamento de arquivos blockchain funcionam como outras soluções de armazenamento em nuvem: você pode fazer upload, armazenar e acessar arquivos. No entanto, o que acontece em segundo plano é bem diferente.

Quando você carrega um arquivo em um armazenamento blockchain, ele é distribuído e replicado em vários nós. Em alguns casos, cada nó armazenará uma parte diferente do seu arquivo. Eles não podem fazer muito com os dados parciais, mas você pode solicitar aos nós que forneçam cada parte, para que você possa combiná-los para recuperar o arquivo inteiro

O espaço de armazenamento é derivado dos participantes que fornecem armazenamento e largura de banda à rede. Normalmente, esses participantes recebem incentivos financeiros para fornecer esses recursos e são punidos financeiramente se não seguirem as regras ou não armazenarem e disponibilizarem arquivos.

Você pode pensar que esse tipo de rede é semelhante ao Bitcoin. Neste caso, contudo, o objectivo principal da rede não é apoiar transferências de valor monetário, mas sim permitir o armazenamento descentralizado de ficheiros resistente à censura.

Outros protocolos de código aberto, como o Interplanetary File System (IPFS), já estão abrindo caminho para esta nova web, mais permanente e distribuída. Embora o IPFS seja um protocolo e rede ponto a ponto, não é exatamente um blockchain. Mas aplica alguns princípios da tecnologia blockchain para melhorar a segurança e a eficiência.