Em uma tradução livre para o português, Blockchain é uma cadeia de blocos. Trata-se do funcionamento do livro-razão, o livro contábil mantido por uma rede de computadores, individualmente chamados “nós”. O livro-razão é onde são registradas as transações e contas de um determinado negócio.
A primeira referência a blockchain foi dada por Satoshi Nakamoto, divulgada no artigo “Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System” em meados de 2008.
Mas enquanto conceito e projeto executado, a blockchain já era uma realidade em 1991. Stuart Haber e W. Scott Stornetta então apresentaram o desejo de desenvolver um sistema que assegurasse a inviolabilidade ou alteração retroativa em registros de data e hora de documentos – a finalidade principal da blockchain.
Tecnologias da Blockchain
A blockchain não é uma invenção única, mas um conjunto de tecnologias. As principais são a criptografia, criptografia de Hash, algoritmos de verificação para garantir a autenticidade de informações, e a rede Peer-to-Peer (P2P) com seu conjunto descentralizado de computadores ponto a ponto, entre outras.
Em suma, são tecnologias que garantem a segurança dos processos executados na blockchain. A partir da união delas, foi possível criar uma plataforma descentralizada, segura e com mais aplicabilidade do que se pensava em sua criação.
Formação da Blockchain
A cadeia de blocos é formada pelo conjunto de informações gravadas que cresce em número de blocos conforme as informações são adicionadas à rede.
Os blocos são compostos por transações gravadas em ordem cronológica que ocorrem dentro do blockchain e que são distribuídas em pacotes de arquivos de dados. Cada bloco tem um tamanho predefinido de 1MB, que quando fica cheio e se cumpre o tempo pré-determinado inicia a formação de um novo bloco.
Cada bloco assim que é validado ganha um código de identificação chamado “hash number”, que é gravado no bloco imediatamente posterior, e assim sucessivamente, formando dessa forma o elo da cadeia de blocos.
Através da criptografia de Hash é possível transformar um conjunto de informações, codificado e contido nos blocos (hash), em uma linha de números aleatórios e com quantidade fixa de caracteres. O “hash number” sempre será exclusivo para um determinado conjunto de palavras/dados e não pode ser alterado sem a modificação prévia da própria mensagem.
Com essa tecnologia, não existem códigos iguais para mensagens diferentes, e isso garante a segurança e imutabilidade das informações gravadas na rede.
Rede da Blockchain
Os computadores, chamados “nós”, são conectados pela Blockchain com trocas P2P, e todos recebem as mesmas informações da rede. São milhares de computadores não gerenciados por um servidor central.
Na imagem acima, uma rede centralizada, com seu “hub” central de armazenamento de dados, pode sofrer um ataque cibernético e prejudicar toda a cadeia que está interligada. Em redes descentralizadas, com vários “hubs” espalhados, o dano é limitado àquele determinado hub e seus componentes diretamente ligados. E, nas redes distribuídas, temos que o ataque é localizado e não se amplia para os demais “nós”.
Dessa forma, a blockchain se trata de um sistema descentralizado (sem servidor central), mas que faz uso de uma rede distribuída para aumentar a proteção dos seus dados.
Em essência, a blockchain é como um software de acesso global com múltiplos servidores descentralizados, que possuem uma cópia atualizada a cada 10 minutos de todas as transações registradas. Assim, se um ou vários nós forem atacados a rede não perde a informação e nem suspende seu funcionamento.
Mineração
É chamado de mineração o trabalho de processamento computacional, o consumo de energia elétrica e o tempo gasto na verificação dos dados gravados e formação de novos blocos na blockchain.
A verificação é como um problema matemático, capaz de ser solucionado apenas por computadores que processam os dados em minutos ou segundos. De acordo com o whitepaper de Satoshi Nakamoto, novos blocos não podem ser formados até que o problema seja resolvido, e o primeiro “nó” (computador) da rede P2P que encontrar a resposta é recompensado com criptomoedas ou outras vantagens exclusivas.
A mineração, portanto, exige trabalho por parte do minerador ou da máquina, energia (comumente elétrica) e tempo. E o grau de dificuldade do problema matemático sempre será ajustado pela rede para que o tempo de mineração (formação) de cada bloco seja de 10 minutos, ou 6 blocos por hora.
Contudo, a solução encontrada precisa ser atestada por outros membros da rede. Esse procedimento é chamado “mecanismo de consenso”.
Mecanismos de consenso
É um algoritmo utilizado para criar um bloco novo em um ambiente descentralizado de forma consensual entre mineradores. Os tipos de consenso mais usuais são:
- Proof-of-Work (POW): a prova de trabalho considera o esforço computacional utilizado para chegar ao resultado do problema matemático.
- Proof-of-Stake (POS): a prova de stake considera a quantidade de moeda que o usuário detém em sua wallet (carteira digital). Quanto maior o saldo do minerador, maior será o seu poder de voto.
- Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT): a prova de tolerância à falhas bizantina parte do pressuposto que 1/3 dos validadores são maliciosos, exigindo-se os votos dos outros 2/3 dos mineradores para validar a informação contida no bloco.
- Delegate Proof-of-Stake (DPOS): a prova de stake delegada é semelhante ao POS, mas difere pelo fato de que os detentores de criptomoedas não votam, mas escolhem seus delegados para gerar e validar blocos.
- Ripple: protocolo utilizado especialmente em ambientes privados. Seu algoritmo faz uso de sub-rede coletivas (uma lista de validadores únicos), e então identifica qual o servidor mais importante (que determinará a transação do livro-razão). Para que a informação seja armazenada no blockchain é necessária a aprovação de no mínimo 80% dos seus mineradores.
Após o consenso entre os mineradores, a blockchain mantém registros e informações de transações diversas, não apenas financeiras, mas praticamente sobre qualquer coisa que interesse ao usuário.
De modo esquematizado, temos então o funcionamento da blockchain assim determinado:
Dessa forma, toda a cadeia pode ser rastreada e verificada a qualquer tempo, com diferentes níveis de acesso conforme o tipo de blockchain.
Tipos de Blockchain
Ainda que cada projeto criptográfico desenvolva sua própria blockchain e que todas atuam de modo independente, de forma geral, elas podem ser classificadas como pública, privada ou como consórcio:
- Pública. Com administração totalmente descentralizada, seu código é aberto para que qualquer pessoa possa ler, enviar ou receber transações, auditar ou criar blocos, e ainda optar pela participação no mecanismo de consenso. Todos os usuários permanecem anônimos, pois a identificação prévia é dispensada.
- Privada. Geralmente eleita pelas empresas, a blockchain é administrada por uma entidade central que determina os níveis de acesso para leitura, transações e participação nos mecanismos de consenso. A privacidade das informações consideradas estratégicas, é preservada.
- Consórcio (DLT ou Delegada). Fusão dos sistemas público e privado em um sistema híbrido que pode restringir o acesso a algumas informações e liberar outras para todos os usuários.
Características
Temos então que a blockchain é um método de verificação de dados que garante a autenticidade e a procedência das informações nela armazenadas. Suas principais características são:
- Descentralizada. Sem a presença de uma entidade ou servidor central para gerir o sistema;
- Distribuída. Cada participante da rede detém uma cópia atualizada dos registros para garantir a segurança da informação;
- Transparente. Com maior ou menor visibilidade, as informações são públicas, tanto as transações efetuadas como os endereços de envio e recebimento dos dados ou valores.
- Imutável. Assim que as informações são incorporadas ao sistema, não poderão ser modificadas. Dado que o registro funciona em cadeia, com blocos interligados, qualquer alteração pode ser facilmente identificada e rejeitada como suspeita de fraude.
- Acesso irrestrito. Sem limitação de dias e horários, o acesso às informações acontece em tempo integral e sem barreiras geográficas.
- Intermediação facilitada. Com poucos ou sem intermediários, diferentes agentes do mercado podem se conectar para interagir e transacionar na blockchain.
- Baixo custo. Com menos burocracia, as taxas de operação são mais baixas e competitivas do que outras opções de mercado.
- Velocidade. O tempo de transações pode ser reduzido de dias para minutos, com processamento 24 horas por dia e 7 dias por semana.
Acesso à Blockchain
Primeiramente é necessário que o usuário detenha uma carteira digital (wallet). Trata-se de um endereço criptografado na rede, composto por letras e números aleatórios que o identificam na blockchain, mas mantém sua identidade anônima.
Essa é chamada “chave pública”, usada como o endereço da carteira que aponta para as informações do usuário, suas posses e suas moedas no mundo digital.
Já a “chave privada” permite a retirada, envio ou compra de ativos digitais. Por isso é essencial mantê-la em local protegido.
A combinação das chaves pública e privada, devidamente criptografadas, garantem a segurança e o anonimato do usuário da rede blockchain.
Quando o usuário quer trocar/negociar algo da sua wallet com outro usuário, essa transação precisa ser validada por um terceiro (anônimo) envolvido. Esse terceiro é o minerador, quem passa os dados da transação por um sistema computacional e os valida para que possam ser gravados na blockchain. Por esse trabalho, o minerador recolhe uma taxa de mineração ou gasfee.
Para informações mais complexas, que não sejam apenas transações financeiras e que envolvem mais etapas, é necessário o uso de um Smart Contract (contrato inteligente). Ou seja, um conjunto de regras automatizadas que abordaremos com profundidade em um próximo artigo.
Aplicabilidade
Com todas essas características, temos que a aplicabilidade e a segurança dos dados oferecidos pela tecnologia blockchain trazem vantagens inquestionáveis ao usuário.
Por muitos anos a blockchain estava apenas relacionada às criptomoedas e contratos inteligentes, mas logo teve sua aplicabilidade estendida para os mais diversos setores da economia e indústria. Vejamos alguns casos de uso bem-sucedidos:
- Gasto duplo
A blockchain nasceu com a missão de resolver o problema do “gasto duplo”. Trata-se de evitar a cópia de um determinado arquivo digital, especialmente de uma criptomoeda que poderia ser meramente duplicada nas carteiras dos usuários. Com a blockchain, o arquivo digital e descentralizado se torna único, desaparecendo de uma carteira e surgindo em outra conta quando a transferência é executada.
- Mercado Financeiro
Títulos e ativos financeiros são comumente custodiados em bancos ou corretoras, implicando no pagamento de taxas proporcionais ao investimento depositado. Com a blockchain esse serviço não imputa mais o pagamento de taxas abusivas.
Tampouco exige a intermediação de uma Clearing House para a transparência da negociação do ativo, pois seus smart contracts (contratos inteligentes) garantem a automação, totalmente descentralizada e segura dos contratos firmados entre as partes.
A blockchain também moderniza o chamado “cash settlement” que corresponde ao pagamento de um determinado valor por parte do comprador ao vendedor, em processo que leva 3 dias úteis para ser concluído. Com a blockchain esse prazo é reduzido a 1 dia, e sem a necessidade de intermediários para confirmar a transação.
- Cadeia de suprimentos (suply chain)
A blockchain soluciona diversos problemas na cadeia de fornecimento de produtos. Uma vez digitalizado, o produto ganha um número de série ou de identificação único, sendo, portanto, monitorado e controlado sempre que necessário. A possibilidade de rastreamento em tempo real também diminui a incidência de roubo da carga e da falsificação do produto.
Informações vitais como tempo de transporte, localização, estado do produto, entre outras, também são armazenadas na blockchain, melhorando a eficiência e redução de custos da cadeia de suprimentos.
- Identidade digital
A identidade digital pode ser assegurada pela blockchain que armazena os dados dos documentos essenciais de um indivíduo. Com ela passamos a ter uma identidade única, sem a necessidade de transportar diferentes documentos e protegida de roubos ou eventuais violações.
Com esse tipo de identificação, a assinatura digital garantida por blockchain também é viabilizada. Pessoas e empresas podem assinar qualquer tipo de documento utilizando a tecnologia blockchain para validação da assinatura digital e armazenamento seguro do documento. Ao fazer uso do sistema criptográfico da blockchain, a assinatura digital alcança um novo patamar em velocidade, proteção, baixos custos, sem perder a validade jurídica.
Conheça esse serviço de assinatura digital em blockchain ofertado pela Blockstairs, através da Veridca.
- Tokenização de ativos
A tokenização é o processo de conversão de ativos reais para um formato digital. Trata-se da transformação de um ativo em tecnologia de frações digitais, seja uma ação ou participação nos lucros de uma empresa, fração imobiliária ou um direito adquirido pelo investidor.
A tokenização diminui o tempo, custos e a burocracia na transação dos ativos que representa, e a blockchain é crucial para garantir sua autenticidade, negociação e liquidação. A criptografia da blockchain protege os dados contra acessos e alterações indesejadas, enquanto os smart contracts estabelecem o vínculo jurídico entre as partes.
A Blockstairs oferece o serviço de tokenização de ativos e ainda o marketplace financeiro necessário para a sua negociação, criando oportunidades para um mercado global.
Setores como o imobiliário, saúde, segurança alimentar, eleições, cartórios, entretenimento (música, games, vídeos e fotos) e tantas outras aplicações são passíveis de evoluírem com o uso da tecnologia blockchain.
Considerações Finais
A tecnologia blockchain é considerada como uma das mais importantes e inovadoras. Seu funcionamento garante segurança, agilidade e transparência para as mais diferentes transações. Qualquer tipo de informação que exija alta disponibilidade e ao mesmo tempo segurança provavelmente, no futuro, será armazenada em uma rede de blockchain.
Para desenvolver um sistema convencional são necessários um banco de dados próprio, um programa seguro de criptografia, um sistema protegido de armazenamento de arquivos, e ainda fornecer o acesso aos dados em tempo real. O custo dessa estrutura é alto, principalmente se o objetivo é fornecer velocidade de informação.
Ao desenvolver um sistema que utiliza blockchain, que é um sistema baseado em criptografia, a capacidade de segurança da informação é aproveitada, sem a necessidade de criar todas as plataformas de um sistema convencional.
Como a criptografia está presente em todas as ações na blockchain, seu funcionamento traz uma redução drástica no custo de segurança, disponibilidade e armazenamento dos dados.
Todos esses fatores fazem da blockchain a tecnologia do futuro, disponível agora pela Blockstairs.