O que é um Blockchain e como funciona?

Principais conclusões

• A tecnologia Blockchain é uma abordagem de gestão de dados que explora meios flexíveis de armazenamento e utilização de dados que preservam a autenticidade dos dados e resistem a tentativas de modificação interna e externa.
• O blockchain é uma cadeia unidirecional de dados armazenados em lotes conhecidos como blocos. Os blocos são identificados utilizando códigos hash únicos que fazem referência a outros blocos da cadeia de tal forma que um único código hash só pode ser alterado se todos os outros códigos hash da cadeia forem alterados.
• Os códigos hash são gerados e anexados às cadeias através de um consenso entre os participantes da rede.
• O blockchain é protegido por uma rede de computadores que executam algoritmos que validam os dados armazenados em blocos antes de os inserir no blockchain.
• O blockchain pode ser aplicado a qualquer conceito ou setor onde os dados imutáveis ​​são gerados constantemente e há necessidade de gerir esses dados com facilidade.
• O uso mais popular de blockchains é para manter dados de transações de tokens criptográficos.

Quando Satoshi Nakamoto publicou o  white paper Bitcoin  , partilhou a sua missão de desenvolver uma “versão puramente peer-to-peer de dinheiro eletrónico que permitiria que o pagamento online fosse enviado diretamente de uma parte para outra sem passar por uma instituição financeira” .

This version of electronic cash will be built on a peer-to-peer network that timestamps transactions by hashing them into an ongoing chain of hash-based Proof-of-Work, forming a record that cannot be changed without redoing the Proof-of- Trabalho.

O resumo de Satoshi forneceu a definição mais básica de blockchain e a relação que partilha com a criptomoeda que, neste caso, é o “dinheiro eletrónico”, enquanto a blockchain é a rede.

Então, o que é exatamente um blockchain e como funciona?

O que é um Blockchain?

Os blockchains modernos estão estruturados para criar uma relação semelhante entre a rede e outras entidades que não se limita às moedas eletrónicas. Mas a própria rede manteve o seu modo básico de funcionamento.

Um algoritmo de consenso, um sistema de hash e uma cadeia contínua são os componentes básicos de uma blockchain. Estes componentes trabalham em sinergia para desenvolver um sistema de gestão de dados flexível, mas à prova de adulteração. O sistema é flexível no sentido em que pode ser modificado para armazenar praticamente qualquer dado e também torná-los facilmente acessíveis, mas muito difíceis ou impossíveis de modificar depois de armazenados.

Como o nome sugere, o blockchain é literalmente uma cadeia de blocos. Um ‘bloco’ é uma coleção de dados. É um registo digital de transações ou atividades na rede. Estas transações podem envolver moedas eletrónicas ou quaisquer participantes da rede. Cada bloco é identificado com um código único, conhecido como Hash Codes. Cada novo bloco estende o hash do bloco anterior de forma a que estes estejam ligados e formem uma cadeia contínua.

O hash é fornecido aos blocos através do algoritmo de consenso.

O que é um algoritmo de consenso?

Um algoritmo de consenso é um sistema através do qual os participantes de uma rede blockchain confirmam a validade dos dados contidos num bloco. Isto garante que a rede não armazena dados errados ou maliciosos. Os algoritmos de consenso são desenhados com sistemas de prova para verificar a legitimidade dos participantes e também para comprovar que validaram a informação do bloco.

Este processo é empacotado no algoritmo de consenso e simplificado para os participantes de tal forma que qualquer pessoa, independentemente da sua compreensão de computação complexa, possa participar na rede executando um nó blockchain e validando um bloco.

A maioria dos blockchains recompensa os participantes por esta função. Contudo, é importante realçar que este não é obrigatório. Os dois algoritmos de consenso mais populares são os algoritmos de consenso de Prova de Trabalho e Prova de Participação.

O algoritmo de prova de trabalho é um dos primeiros algoritmos de consenso, utilizado principalmente pela blockchain Bitcoin e anteriormente pela blockchain Ethereum. As blockchains mais recentes estão a mostrar preferência por Prova de Participação. Outros algoritmos de consenso surgiram. Alguns deles incluem a Prova de História utilizada pela blockchain Solana e a Prova de Autoridade utilizada pela VeChain.

Os algoritmos de consenso desempenham um papel importante na proteção da rede blockchain. Para que um atacante modifique os dados na rede, terá de refazer as provas para todos os blocos da rede. Para ter uma hipótese de o fazer com sucesso, o atacante deve possuir pelo menos 51% dos poderes de computação na rede para blockchains de Prova de Trabalho ou 51% dos ativos apostados na rede para blockchains de Prova de Participação. Isto é conhecido como ataque de 51%.

Qual o objetivo de um Blockchain?

O propósito de um blockchain é simples; um sistema para armazenar dados de tal forma que os dados não possam ser modificados e ao mesmo tempo seja flexível. O blockchain foi desenvolvido para um fácil armazenamento de dados, fácil acesso aos dados e uma resistência rigorosa de ponta a ponta às tentativas de modificação.

Tal como a computação em nuvem, o blockchain é basicamente uma forma de armazenar e utilizar dados. Em contraste com o armazenamento na nuvem, no entanto, a rede blockchain pertence a todos os membros da rede.

Em vez de um único ponto de controlo, a rede blockchain está dispersa por todos os dispositivos participantes. Todos possuem uma parte do blockchain, mas ninguém a controla.

O que pode fazer no Blockchain

Antes de passar o final das suas primeiras 24 horas no espaço criptográfico, certamente já utilizou o blockchain de pelo menos duas formas. Ou criou uma carteira de criptomoedas ou enviou uma criptomoeda para um amigo ou de uma exchange para a sua carteira. A maior probabilidade é que tenha feito as duas coisas.

Em cada um deles, utilizou o blockchain para fins diferentes, mas da mesma forma. Ao criar uma carteira, registou com sucesso uma conta no livro-razão descentralizado. Ao concluir uma transferência de ativos ou ao receber um ativo, registou um conjunto de dados no razão e na sua conta. Estes dados podem ser facilmente acedidos e utilizados, mas não podem ser modificados. 

Existem outras formas de utilizar esta habilidade, tais como:

Aplicativos descentralizados

A nuvem da Google e da Amazon contém a base de dados da maioria das aplicações que usamos. Os programadores utilizam estas plataformas para armazenar e fornecer dados aos utilizadores da aplicação. Estas aplicações são centralizadas, não só porque a base de dados é controlada por uma única entidade, mas também porque os desenvolvedores têm controlo em primeira mão sobre o que é armazenado e servido.

Os dados gerados pelos utilizadores são controlados por gestores de bases de dados e fornecedores de serviços em nuvem. Os desenvolvedores estão atualmente a recorrer às redes blockchain como uma forma mais segura de gerir os dados dos utilizadores através de um sistema de contabilidade imutável; os utilizadores também desejam aplicações onde os seus dados sejam “intocáveis”. 

As aplicações criadas no blockchain são conhecidas como aplicações descentralizadas e abrangem áreas como:

Jogos

Os projetos ‘GameFi’ varreram o espaço criptográfico durante o último trimestre de 2021. As aplicações de jogos descentralizadas são construídas na blockchain e fornecem dados dos utilizadores da rede. Uma grande vantagem que têm sobre os jogos centralizados é que os jogadores podem reivindicar os seus ativos de jogo. Estes ativos podem ser NFTs ou tokens de jogo.

Finanças Descentralizadas

As aplicações baseadas em blockchain podem lidar com as principais transações financeiras. São popularmente conhecidos como aplicações DeFi. DeFi é atualmente um termo centrado na criptografia, mas as principais instituições financeiras também estão a explorar formas de utilizar o blockchain na execução de transações financeiras básicas, como empréstimos, angariação de fundos e depósitos fixos.

Um conceito semelhante aos depósitos fixos bancários em DeFi é o Yield Farming. Estes dois programas estão relacionados. A agricultura produtiva é popular entre as comunidades de criptomoedas.

Projetos Blockchain como o AllianceBlock estão a construir um mercado descentralizado de ativos onde as empresas podem emitir e negociar ações, distribuir dividendos e angariar fundos.

Mídia Descentralizada

Projetos como o Steemit desenvolveram uma plataforma de blog adequada que funciona na blockchain. As publicações, contas e histórico dos utilizadores são armazenados no blockchain. Com isto, estas publicações não podem ser censuradas, o blockchain também gere as recompensas dos utilizadores e gere os registos financeiros dos utilizadores. Graças à crescente questão da censura nos meios de comunicação social, os principais criadores de conteúdos estão a mudar para sistemas semelhantes.

Assinatura digital

A palavra ‘NFTs’ foi utilizada uma vez neste artigo. É um termo familiar no espaço criptográfico e no mundo exterior a ele. Os NFTs são uma forma de criar prova de propriedade na blockchain. Através da tecnologia de tokens não fungíveis, os proprietários de ativos podem criar uma prova indelével de propriedade no livro-razão descentralizado.

Esta prova é representada por tokens criptográficos armazenados na blockchain que apontam para o(s) ativo(s) físico(s) ou virtual(is). Os artistas e os criadores de media têm utilizado extensivamente esta tecnologia e explorado as aplicações financeiras das suas subscrições.

Soluções de pagamento

Esperar-se-ia que isso acontecesse primeiro. Os primeiros blockchains tinham este como principal objetivo. O blockchain bitcoin lida especificamente com pedidos de pagamento através do seu sistema de dinheiro eletrónico representado pela moeda bitcoin. Outras blockchains como a blockchain LiteCoin têm uma estrutura semelhante.

Mas o blockchain como solução de pagamento foi além disso. 

A Visa anunciou em 2021 os seus planos para começar a processar pagamentos internacionais através da blockchain Ethereum. As nações soberanas estão a experimentar moedas digitais apoiadas pelo Banco Central (CBDCs). As CBDCs são versões eletrónicas de moedas fiduciárias construídas na blockchain. A China (Yuan digital) e a Nigéria (E-Naira) são algumas das nações notáveis ​​que já implementaram este sistema.

As principais empresas de pagamentos, incluindo a Mastercard, estão a adotar rapidamente o blockchain como solução de pagamentos.

Gestão de dados

As aplicações acima mencionadas são, na verdade, abordagens de gestão de dados de alto nível utilizando blockchain. Além disso, o blockchain pode ser utilizado exclusivamente para armazenamento e acesso de dados. A tecnologia imutável significa que estes dados permanecem preservados na sua forma original. A tecnologia flexível garante que podem ser facilmente acedidos. 

Isto pode ser aplicado em qualquer sistema onde uma grande quantidade de dados é gerada rotineiramente. Tais sistemas podem ser vistos também no setor médico e desportivo. O blockchain funciona bem nestes casos.

Governança

Estão a surgir Organizações Autónomas Descentralizadas (DAOs). Muitos projetos de criptomoedas desenvolveram este sistema de administração.

Os DAO são um desenho sistémico, estruturado para garantir a participação geral e plena dos membros da organização. Nas comunidades de criptomoedas, os direitos a esta participação são tokenizados e cada detentor de token é considerado membro do DAO. Através dos portais de votação, os membros do DAO podem votar nas propostas e também submeter as suas sugestões de melhorias para serem votadas pelos restantes titulares.

Sistemas como estes simplificam o consenso comunitário, garantindo ao mesmo tempo que todos participam no processo político. As decisões da comunidade são registadas na blockchain à medida que os membros do DAO fazem uma declaração tokenizada. A decisão tomada é registada na blockchain. Com os DAO, tanto o processo de tomada de decisão como as decisões tomadas são transparentes para todos os membros da organização

Benefícios do uso de Blockchains

Utilizar sistemas construídos em blockchain ou desenvolver uma solução baseada em blockchain para si ou para a sua organização oferece certas vantagens. Estas vantagens são obtidas a partir da verdadeira propriedade dos seus dados e da capacidade de resposta do seu armazenamento de dados. 

Eis alguns benefícios de usar blockchain:

Resistência à censura

“A História é escrita pelos vencedores”. Os administradores dos meios de comunicação centralizados e outras autoridades responsáveis ​​pela divulgação de informação têm a palavra final sobre o que é divulgado ao público. 

No entanto, num cenário ideal, a informação deveria estar livre de censura na maioria das situações, mas isso não é atualmente possível com soluções de media centralizadas, mas é facilmente alcançável com a blockchain.

Os dados armazenados no blockchain não são apenas imutáveis, mas também eternos. As instalações de media construídas na blockchain são resistentes às tentativas de censura para modificar o seu conteúdo. 

Segurança de dados

A importância da tecnologia de armazenamento de dados resistente à censura vai para além da longevidade dos dados pessoais e institucionais; garante também a segurança dos dados. Nas soluções de pagamento baseadas em blockchain, os titulares de contas têm a garantia da segurança das suas moedas eletrónicas, desde que mantenham a propriedade das suas contas. Outros ativos ou dados executados na blockchain também partilham este benefício.

Fácil acesso

O blockchain é um livro-razão flexível com um procedimento simplificado de armazenamento, classificação e apresentação de dados. Os dados podem ser facilmente gerados e armazenados na blockchain. Obter dados armazenados é ainda mais fácil. Os utilizadores podem obter facilmente os dados desejados utilizando códigos hash ou quaisquer outros identificadores específicos. 

A maioria dos blockchains atuais são públicos. Sistemas como este permitem que qualquer pessoa crie uma conta ou armazene informação. As informações armazenadas podem ser facilmente classificadas à vontade, independentemente do momento em que as informações foram introduzidas no livro-razão. Exploradores como o Etherscan e o BscScan oferecem aos utilizadores uma forma fácil de rastrear transações e inspecionar carteiras no Ethereum e no BNB, respetivamente.

Economia de custos e de tempo

As aplicações financeiras descentralizadas e outras soluções construídas na blockchain são relativamente “baratas”. Em comparação com as soluções tradicionais com sistemas de custódia administrativa, as soluções baseadas em blockchain não têm permissão e esta funcionalidade só pode poupar muito tempo e custos aos utilizadores. O tempo gasto na execução de procedimentos e etapas rigorosas é reduzido e o custo desses procedimentos também é poupado.

Universalidade

Os pares numa rede blockchain podem facilmente trocar dados entre si. Independentemente da localização e das estipulações legais, os dados, incluindo os ativos virtuais valiosos, podem ser transacionados entre membros de uma rede blockchain. Este é um grande benefício da utilização de soluções de pagamento baseadas em blockchain.

Desvantagens dos Blockchains

Poderíamos continuar a enumerar os benefícios da utilização do blockchain, mas é igualmente importante refletir sobre alguns dos malefícios da utilização de soluções baseadas em blockchain. Aqui estão algumas desvantagens de usar aplicações criadas no blockchain.

Estrutura rígida de gestão de dados

Os dados imutáveis ​​são essenciais para a segurança dos dados e para a resistência à censura, mas algumas ocasiões exigem que determinados dados sejam editados. As blockchains são unidirecionais e, por isso, isso não é (facilmente) possível. Isto resulta num dilema, onde os utilizadores da blockchain terão de escolher entre a segurança dos dados e a capacidade de modificar facilmente os dados que armazenam. Este último não pode ser obtido utilizando um blockchain.

O facto de uma autoridade central não poder modificar os dados armazenados na blockchain também cria um cenário geral de utilização indevida. Os utilizadores de media baseados em blockchain podem divulgar mensagens tóxicas ou falsas. Esta mensagem continuará a circular, uma vez que nenhum ponto de controlo será capaz de os guardar ou editar.

Escalabilidade e capacidade de memória

A tecnologia Blockchain é um procedimento de computação de alta capacidade. Requer determinados recursos de computação de ponta para os dispositivos dos utilizadores e isto também pode incluir a memória do dispositivo, especialmente quando o utilizador está a executar um nó blockchain. As aplicações Blockchain podem crescer até várias centenas de megabytes ou gigabytes. Dependendo do dispositivo, isto pode consumir recursos destinados a outras aplicações. Muitos blockchains não são escaláveis. São incapazes de lidar com a crescente pressão de utilização sem fazer grandes ajustes.

Privacidade

Ao utilizar um blockchain público, os dados dos utilizadores podem ser facilmente acedidos. Mesmo que não possam ser modificados, qualquer pessoa pode visualizá-los facilmente. Os dados acedidos desta forma podem incluir transações eletrónicas em dinheiro dos utilizadores. Assim, não é fácil obter privacidade nas transações quando se utilizam sistemas blockchain (públicos) como este.

O Blockchain pode ser pirateado?

Bilhões de dólares em ativos eletrónicos foram perdidos em hacks de criptomoedas. Incidentes como estes levantam questões sobre a tecnologia à prova de hackers que o blockchain deveria oferecer. Os relatórios post-mortem sobre estes casos revelam as causas reais e nunca houve uma violação direta na rede blockchain.

O blockchain apesar de ser um sistema ‘fechado’ pode ser manipulado sem ser afetado. Os burlões podem entrar em contas pessoais num livro-razão descentralizado e interagir com registos individuais sem quebrar toda a rede. Na verdade, quebrar toda a rede não é (atualmente) possível.

A maioria dos acidentes que ocorrem em aplicações baseadas em blockchain são devidos a;

· Phishing ou outras técnicas de engenharia social utilizadas para obter palavras-passe de contas pessoais.

· Exploração de vulnerabilidades de contratos inteligentes

· Burlas comuns

Em qualquer destes casos, a blockchain permanece intacta e apenas as contas da(s) vítima(s) são afetadas. Modificar toda uma rede blockchain de prova de trabalho exigirá um poder de computação extremamente elevado, mais poderoso do que 50% dos poderes de computação da rede juntos. Os dispositivos com esta capacidade ainda não existem. 

Um requisito semelhante aplica-se aos blockchains de Prova de Participação. De notar que isto ainda não garante uma modificação bem-sucedida de uma rede blockchain.

Quais são os diferentes tipos de blockchains?

Muitos meios de comunicação tentaram classificar as blockchains de acordo com diversos assuntos. Uma classificação mais conveniente e amplamente reconhecida é a de acordo com a acessibilidade, mas outras taxonomias são também dignas de nota.

De acordo com a Finalidade de utilização; blockchains são multifuncionais ou de utilização única.

Blockchains de utilização única

Os blockchains de utilização única são projetados para focar em um único aplicativo. As blockchains mais antigas foram concebidas principalmente para lidar com transações de moeda eletrónica. As instituições fora do espaço criptográfico também estão a explorar formas de utilizar a tecnologia blockchain para otimizar os seus serviços, e geralmente recorrem ao desenvolvimento de blockchains de propósito único que resolvem um problema específico para elas.

Blockchains multifuncionais

A maioria dos blockchains contemporâneos são multifuncionais. Cada um serve para vários usos. As redes Blockchain como a rede Ethereum podem processar transações eletrónicas em dinheiro e também alimentar aplicações descentralizadas que abrangem muitos setores convencionais. As blockchains multifuncionais também são capazes de executar operações de governação. Basicamente, desenvolvem várias formas de tirar partido do sistema de gestão de dados da tecnologia blockchain.

Quando se trata de questões de acessibilidade, os blockchains são privados, públicos ou híbridos modificados.

Blockchains públicos

Os blockchains públicos estão abertos a todos. Qualquer pessoa, independentemente da demografia e do nível de conhecimento, pode criar uma conta no livro-razão e criar dados armazenáveis ​​na blockchain. Além disso, qualquer pessoa pode criar um nó na blockchain e participar no consenso da blockchain.

Blockchains Privados

Os blockchains privados são redes fechadas. Embora o básico permaneça o mesmo com qualquer outro blockchain, existem limites para quem pode ser parte ativa da rede. São ‘fechados’ e abertos apenas a grupos selecionados. Os blockchains privados são mais populares entre as instituições de custódia. O acesso é limitado apenas aos membros confirmados da organização.

Blockchains Híbridos

Os blockchains que operam um sistema de permissões misto são conhecidos como blockchains híbridos. Apresentam um sistema parcialmente fechado e parcialmente aberto. Os indivíduos designados controlam as partes fechadas. A participação está aberta apenas a pessoas selecionadas e os dados gerados a partir destas partes raramente são públicos. As partes abertas não têm permissão e estão livres de regulação central.

Blockchains federados

Os blockchains federados são propriedade de instituições e são especialmente desenvolvidos para satisfazer as necessidades dessa instituição específica. São também conhecidos como blockchains de consórcio e podem ser privados, públicos ou uma mistura de ambos. A sua estrutura e modo de funcionamento são totalmente determinados pela organização.

Outra forma conveniente de classificar os blockchains é de acordo com a fase de evolução do blockchain. Mas as blockchains estão em constante evolução e este método de classificação exigiria revisões constantes. 

No entanto, dado o atual estágio de desenvolvimento do blockchain, os blockchains podem ser classificados em;

Blockchains de primeira geração

Os blockchains de primeira geração concentram-se principalmente na criação de um meio de transação peer-to-peer eficiente. A rede mantém um token criptográfico que pode ser transacionado entre pares. Os registos das transações eletrónicas em dinheiro são mantidos no livro-razão público distribuído. O algoritmo de Prova de Trabalho evita a modificação de registos de transações e gastos duplos. O blockchain Bitcoin é um blockchain de primeira geração.

Blockchains de segunda geração

Os blockchains de segunda geração ampliam a tecnologia e tentam explorá-la de diversas formas interessantes. Uma grande figura nesta fase é a blockchain Ethereum. O blockchain Ethereum apresentava uma máquina de estados capaz de ler uma série de códigos e traduzi-los em linguagens de máquina que podem ser compreendidas pelo blockchain. A máquina de estados é conhecida como Ethereum Virtual Machine (EVM) e os códigos são conhecidos como contratos inteligentes. Os contratos inteligentes automatizam as transações e permissões autorizadas pelo proprietário.

Blockchains de terceira geração

Os blockchains de segunda geração eram atraentes e recebiam muitos utilizadores que geravam toneladas de dados enquanto utilizavam os inúmeros recursos do blockchain. Isto tornou-se um problema popular porque estes blockchains não estão bem adaptados para lidar com a alta frequência de utilização. Isto deu início ao próximo estágio da evolução do blockchain. Os blockchains de terceira geração são “superotimizados” e focados na escalabilidade e na experiência do utilizador. 

São notavelmente mais rápidos do que os blockchains de primeira e segunda geração e mais escaláveis. Um exemplo de blockchains de terceira geração inclui Solana, Polkadot e Aptos.

Blockchains de quarta geração.

Atualmente, os blockchains de quarta geração são apenas especulativos. As modificações de blockchains de terceira geração ou de um novo blockchain podem enquadrar-se nesta categoria. Espera-se que os blockchains de quarta geração sejam ainda mais económicos, escaláveis ​​e mais rápidos do que os blockchains de terceira geração. Uma grande melhoria esperada nas blockchains de quarta geração é a interoperabilidade. 

Os blockchains de quarta geração tentarão desenvolver um meio eficaz de comunicação entre si e com os blockchains de outras gerações. Vários blockchains de terceira geração já estão a trabalhar nisso.

Pensamentos finais

É difícil terminar uma discussão sobre blockchain e tecnologia blockchain sem mencionar a palavra “revolucionário”. Isto descreve melhor como o blockchain gere os dados e como esta tecnologia tem sido utilizada até à data. Os projetos que trabalham em utilitários baseados em blockchain estão a conceber rapidamente alternativas eficientes para aplicações que são executadas em sistemas centralizados. Embora estes projectos ainda estejam numa fase inicial, demonstraram um enorme potencial.

A web descentralizada e as soluções de pagamento descentralizadas são futuristas. Mesmo que não desempenhem o papel que actualmente imaginamos no futuro, é muito provável que constituam uma parte maior dos nossos sistemas quotidianos. O utilizador comum do blockchain fica fascinado pela capacidade de realizar determinadas atividades sem obter permissão das autoridades centrais e também pelo controlo total que tem sobre os dados que gera.

Mas a tecnologia blockchain ainda está “inexplorada” atualmente. Isto considerando o tremendo progresso feito neste aspecto. Tal como a computação em nuvem e a Internet reunidas numa só peça, o blockchain foi concebido para penetrar em todos os sistemas. Considera a segurança dos dados uma grande vantagem sobre estes dois.