Blockchain: o que é e como funciona essa tecnologia?

O Blockchain é um conceito fundamental na tecnologia moderna, funcionando como um livro-razão digital que registra transações e rastreia ativos dentro de uma rede descentralizada. Com sua característica de ser imutável e compartilhado, o blockchain proporciona maior segurança e transparência, o que facilita a validação de transações em diversas indústrias.

Nas manchetes de tecnologia, o blockchain é frequentemente descrito como uma revolução, com termos como “a maior inovação do século 21”, “transformará o mundo” e “a maior invenção desde a Internet” dominando o debate público. Embora o potencial do blockchain seja amplamente destacado, muito pouco se fala sobre como essa tecnologia realmente funciona, um tópico geralmente restrito a fóruns técnicos e discussões especializadas.

O que é Blockchain?

Blockchain não é apenas um produto ou uma solução de fornecedor único. Trata-se de um conceito e de uma arquitetura de banco de dados descentralizado. Ao contrário do que muitos pensam, não existe apenas um único tipo de blockchain, mas sim vários tipos, adaptáveis a diferentes necessidades e setores.

O mais conhecido é o blockchain que sustenta as transações do Bitcoin, a moeda digital pioneira. No entanto, há muitos outros blockchains, e você pode até criar o seu próprio blockchain em casa, utilizando seu computador pessoal.

Falando sobre o Bitcoin, ele é considerado um ativo digital. Assim como ativos tangíveis, como imóveis, veículos e dinheiro, o Bitcoin é uma forma de ativo. Porém, também existem os ativos intangíveis, como patentes, direitos autorais e propriedade intelectual, que são registrados de maneira semelhante.

O pseudônimo Satoshi Nakamoto, criador do Bitcoin, foi também o responsável pelo desenvolvimento do primeiro banco de dados blockchain, marcando o início da evolução dessa tecnologia disruptiva.

Principais elementos do blockchain

Tecnologia de livro-razão descentralizado: Como já mencionei, o blockchain é frequentemente comparado a um livro-razão digital. Este é um dos componentes mais fundamentais do blockchain, pois permite que todos os participantes da rede acessem o registro de transações. Além disso, o livro-razão descentralizado elimina qualquer possibilidade de duplicidade de registros, garantindo que cada transação seja única e validada por todos os nós na rede.

Registros imutáveis: A característica de imutabilidade é um dos maiores diferenciais do blockchain. Uma vez que uma transação é registrada no livro-razão, ela não pode ser alterada ou corrompida. Em vez disso, qualquer erro é corrigido por meio de uma nova transação, enquanto o registro anterior, com o erro, permanece visível e acessível a todos os participantes da rede. Isso garante a transparência e a segurança das informações.

Contratos inteligentes (Smart Contracts): Os contratos inteligentes são um conjunto de regras que podem ser programadas e executadas automaticamente na rede blockchain. Essa funcionalidade permite que transações sejam realizadas de forma mais eficiente e sem a necessidade de intermediários. Como resultado, os contratos inteligentes tornam as transações mais rápidas, transparentes e seguras, além de reduzir custos operacionais.

Por que o blockchain é importante?

Em um mundo onde as informações são essenciais, principalmente quando estamos prestes a tomar decisões cruciais, a velocidade e confiabilidade dos dados fazem toda a diferença. Isso é válido tanto no âmbito pessoal quanto profissional, onde a qualidade da informação é determinante para o sucesso das ações.

Dentro de uma organização, a precisão e a confiança nas informações são ainda mais críticas. É aí que o blockchain entra como uma solução poderosa, pois garante a entrega, atualização e confiabilidade das informações. Ao registrar dados em um livro-razão descentralizado, o blockchain assegura que todas as partes envolvidas tenham acesso à mesma versão da informação, ao mesmo tempo, sem a possibilidade de alterações indevidas.

Outro ponto fundamental é a segurança. No blockchain, a proteção dos dados é uma prioridade, e as transações são projetadas para garantir que apenas usuários autorizados possam acessá-las. Isso é possível graças ao uso de criptografia avançada, que protege as informações durante todo o processo de transação.

Como funciona a tecnologia blockchain?

Neste artigo, tento explicar, de maneira resumida e muito simplificada, alguns dos principais conceitos e processos envolvidos no blockchain. É importante que você saiba que não se trata de um detalhamento técnico rígido de seu funcionamento.

Além disso, em muitas situações, procurei simplificar, resumir ou até mesmo omitir conceitos (quando muito técnicos). Espero com isso poder desmistificar um pouco o assunto.

1º Passo: O registro de uma transação

Por ser como um banco de dados, imagine o blockchain, de modo muito simplificado, como uma planilha Excel. Essa planilha Excel tem algumas colunas. Já que o blockchain do Bitcoin armazena transações financeiras, que colunas esse Excel deveria ter? A principal comparação conhecida do blockchain é com um livro-razão, como já mencionei.

Mas, para simplificar ainda mais, imagine uma planilha com, no mínimo, a origem, o destino e o valor da transação.

Uma característica essencial do blockchain, entretanto, é que ele trabalha de maneira descentralizada e distribuída. Isso significa que qualquer pessoa poderia ter uma cópia da nossa planilha Excel em seu computador.

Algo parecido com o compartilhamento de arquivos via Torrent. De fato, tenho uma cópia do blockchain do Bitcoin em meu computador e ela ocupa 80 GB neste momento. Diariamente, eu recebo dados atualizados dessa planilha.

Sigilo e privacidade dos dados com blockchain

Outra característica essencial do blockchain é o sigilo e privacidade dos dados. Isso significa que ninguém pode saber quem são as pessoas envolvidas na transação. Logo, nossa planilha precisa melhorar. Não posso expor os dados das pessoas envolvidas na transação!

Como esconder essa informação? Se você pensou em criptografia, pensou certo.

2º Passo: Tornar a transação anônima

Para isso, o blockchain trouxe a ideia de endereço (address). A partir de uma chave privada, de sua posse, aplicando operações criptográficas, você pode gerar diversos endereços diferentes, que são um conjunto longo de caracteres e números. Recomenda-se que, a cada nova transação que você realizar, utilize um endereço diferente.

Digamos que, no nosso exemplo, Marcos queira enviar dinheiro para Axl. Para fazer isso, Marcos precisa que Axl informe a ele um endereço.

Veja então como ficou nosso blockchain (por enquanto):

A partir do endereço, ninguém tem como descobrir a identidade do Marcos e do Axl. Mas, com suas respectivas chaves privadas, eles podem assumir as propriedades desses endereços. Tanto Marcos quanto Axl guardam suas chaves privadas em locais muito seguros (por exemplo, em um papel embaixo da cama, em um cofre ou em um programa do tipo “carteira” no computador ou smartphone).

3º Passo: Tornar a transação “oficial”

Quando Marcos faz uma transação e envia Bitcoins a Axl, entretanto, essa transação não é automaticamente incluída no blockchain. Ela precisa ser validada. Por isso, ela fica em uma espécie de área temporária, esperando ser incluída no blockchain, quando então é oficializada. Veja na imagem abaixo nosso status “Pendente”.

Análise das transações

A cada 10 minutos, mais ou menos, todas as transações do mundo que estão na área temporária são analisadas por uma pessoa, chamada de miner.

Na verdade, é um computador ligado à rede do blockchain que, após ganhar uma competição matemática, ganha o direito de incluir as transações pendentes no blockchain. 

Para isso, ele ganha um prêmio, em Bitcoins. Essa competição ocorre novamente daqui a 10 minutos.

Entre outras coisas, o miner vai verificar a autenticidade de cada transação. Como saber se alguém simplesmente gerou um volume de endereços falsos e está simulando transações para sua própria conta, esperando que alguma exista? Para isso existe a assinatura digital.

Quando Marcos fez a transação para Axl, ele assinou digitalmente as informações dessa transação com sua chave privada.

Esse processo de assinatura é como uma operação criptográfica em cima de todas as informações da transação e, igualmente, gera uma chave representada por um novo conjunto de caracteres e números (a assinatura).

O miner vai confirmar que essa assinatura é válida, correspondente aos dados da transação, confirmando então a operação. Nesse momento, também, é oficializada a data da transação, através de um carimbo oficial de tempo.

Por fim, o próprio miner assina a transação e gera novos procedimentos criptográficos, dando origem, para cada transação, ao “transaction id”, a chave que oficializa a transação.

4º Passo: Tornar a transação imutável

Infelizmente, estamos ainda um pouco longes do fim. Temos um problema sério a resolver. Se todo mundo tem uma cópia dessa “planilha”, o que impede de alguém apagar uma transação, atualizar os dados de uma transação ou mudar valores?

A transação é assinada digitalmente, mas seria relativamente fácil mudar os dados da transação E da assinatura digital ao mesmo tempo.

Aqui começa o grande segredo do blockchain e o próprio motivo pelo qual ele é chamado assim (corrente de blocos). Para isso, é preciso entender o conceito de hash.

Hash

O hash é uma operação ou função matemática que pode ser realizada sobre qualquer conjunto de informações digitais. Existem dezenas de funções de hash diferentes. Quando você seleciona um método de hash, sempre que aplicar sobre um determinado texto, ele irá gerar a mesma sequência simplificada de caracteres e números. 

Se você modificar qualquer coisa no texto, mesmo que uma vírgula, o hash irá mudar totalmente. Veja abaixo duas frases que passaram pela função de hash MD5, uma das mais simples:

Você pode fazer alguns testes e brincadeiras em www.miraclesalad.com/webtools/md5.php.

Quando o miner realizou a validação de nossa transação, ele fez isso com todas as transações que estavam pendentes ao mesmo tempo. E, depois, gerou um hash calculado a partir de todas operações realizadas nesse bloco.

Quando esse bloco é inserido, finalmente, no blockchain, mais uma operação ocorre. Olhando para o hash final do bloco anterior (no nosso caso, 53), é realizada nova operação, gerando um novo hash final para esse novo bloco, elaborado a partir do hash do bloco anterior e do hash gerado a partir das transações desse bloco.

Observe que, uma vez que cada bloco adicionado no blockchain é armazenado e criptografado usando informações do bloco anterior, absolutamente todos os registros do nosso banco de dados estão entrelaçados.

O bloco 54 depende do 53, que depende do 52. Essa lógica remete até o início do blockchain, que no caso do Bitcoin foi há 7 anos atrás.

Alteração de transação

Se eu quiser mudar os dados de uma transação qualquer, ou mesmo excluir uma transação do blockchain, mesmo que eu consiga fazer isso na cópia local que tenho em meu computador, jamais conseguiria oficializar isso frente as demais cópias do blockchain.

Digamos que eu mude o valor de uma transação que foi realizada faz 3 anos. Ao mudar o valor da transação, o hash da transação é modificado.

Com isso, o hash do bloco é modificado. Com isso, o hash do próximo bloco é modificado. E com isso, todos os demais blocos e transações ocorridas até o dia de hoje seriam modificados.

A operação não seria aceita e o volume de processamento computacional necessário para que eu conseguisse modificar isso e recalcular os hashs em todas as cópias existentes do blockchain seria impensável.

Transação segura

Você deve ter observado, entretanto, que quanto mais recente a transação, menor sua força e, teoricamente, mais fácil seria de adulterá-la. De fato, modificar os dados do último bloco, ocorrido 10 minutos atrás, seria teoricamente mais simples.

É por isso que alguns indicam esperar alguns blocos a mais serem processados até considerar sua transação “segura”.

Existe uma literatura vasta de artigos publicados na Internet explicando o blockchain, sua importância para a economia mundial e potenciais casos de uso. Ainda assim, se você é curioso, e não é técnico, as dúvidas são infinitas.

Espero que este blogpost tenha ajudado você a minimizar essas dúvidas. Veja outros artigos que podem te interessar:

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