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Blockchain – A arquitetura disruptiva

PorRenan Pitz em

 BLOCKCHAIN – A ARQUITETURA DISRUPTIVA

Você já deve ter ouvido falar em bitcoin, certo? E tem alguma ideia do que é o Blockchain? Bom, antes de começar vamos deixar claro que Blockchain não é uma nova tecnologia, é uma arquitetura. Inclusive, Blockchain utiliza tudo o que já existe. Neste artigo vou explicar um pouco sobre a história do Bitcoin, como funciona e para que serve essa incrível arquitetura que está revolucionando o mundo da tecnologia da informação.

Onde tudo começou

Tudo começou em outubro de 2008 quando alguém (ou um grupo) com o pseudônimo de Satoshi Nakamoto lançou no The Cryptography Mailing um whitepaper (tese) explicando sobre uma nova arquitetura com o intuito de criar uma moeda digital (moeda digital é diferente de dinheiro virtual). Em 2009, a tese de Satoshi já estava em produção. E assim nasceu o Bitcoin (BTC), que até hoje faz muito sucesso entre um seleto grupo de pessoas. Por enquanto.

Como funciona

Agora começa a parte um pouco mais técnica e complicada de entender, mas primeiro quero deixar claro o que é bitcoin, Blockchain e a relação entre eles. Blockchain é a arquitetura na qual o bitcoin funciona; já o bitcoin é uma moeda digital que funciona em cima da Blockchain e a relação entre eles, bem, vocês já devem ter entendido. É importante destacar que existem diversas redes Blockchain, além da rede do Bitcoin, como a do Ethereum, Hyper Ledger, Ripple, etc. Todas funcionam paralelamente.

Blockchain

 BLOCKCHAIN – A ARQUITETURA DISRUPTIVA

A arquitetura Blockchain tem como característica a comunicação entre dois ou mais nós (computadores) que compõem uma rede Peer-to-Peer (P2P).

“Peer-to-peer (do inglês par-a-par ou simplesmente ponto-a-ponto, com sigla P2P) é uma arquitetura de redes de computadores na qual cada um dos pontos ou nós da rede funciona tanto como cliente quanto como servidor, permitindo compartilhar serviços e dados sem a necessidade de um servidor central.” – Wikipedia

Hoje já temos ferramentas que funcionam desta forma, como o Torrent, por exemplo, que realiza transferência de arquivos de um nó ao outro. A rede Blockchain é composta por vários nós, em comunicação, e quando eles recebem uma nova informação automaticamente essa informação é propagada para toda a rede de forma encriptada, ou seja, segura. Agora, todos os nós estão cientes dessa transação. Mas como isso é possível? Na arquitetura Blockchain, as informações de todas as transações já realizadas são enviadas para um livro-razão, que funciona como um banco de dados ou planilha Excel, como preferir, e nada pode alterar os dados que estão lá. Todos os nós têm uma cópia idêntica desse livro-razão, logo, todos têm a mesma informação.

Quando os nós recebem as informações de uma transação (transferência de bitcoin de uma carteira pra outra, por exemplo), os mineradores validam a veracidade dessa transação por meio de uma assinatura e selecionam quais destas transações entrarão no próximo bloco. Após a criação desse bloco, começa a disputa para ver quem consegue resolver um complexo cálculo matemático primeiro. Aquele que conseguir avisa toda a rede que foi o vencedor e na mesma hora recebe o valor prêmio do bloco que, atualmente, é de 12,5 BTC mais as taxas de cada transação. Todas as transações desse bloco são adicionadas no livro-razão.

Na imagem abaixo vocês podem ver três tipos de arquitetura: a centralizada, descentralizada e distribuída.

 BLOCKCHAIN – A ARQUITETURA DISRUPTIVA

Centralizado: é como funciona um banco hoje, por exemplo. Ele é o responsável por garantir cada transferência de uma pessoa para a outra, pela segurança e por garantir que o mesmo dinheiro não seja usado mais de uma vez.

Descentralizado: funciona quando qualquer um pode entrar com um servidor para conversar com outros servidores para fornecer um serviço aos seus usuários.

Distribuído: é o caso da Blockchain, no qual não existe um servidor central e nenhuma comunicação precisa passar por um órgão centralizador. As informações vão diretamente de uma ponta a outra.

Workflow

Vamos ver o workflow em uma imagem para tentar deixar ainda mais claro como funciona o processo de transferência de moeda de uma carteira a outra:

 BLOCKCHAIN – A ARQUITETURA DISRUPTIVA

  1. O bitcoin está armazenado da carteira A e queremos enviá-lo para uma outra carteira denominada B. Neste momento ele diz o valor a ser transferido e a taxa que será paga aos mineradores;
  2. A transação vai para a rede Blockchain, fica em um pool esperando que seja adicionado em algum bloco;
  3. Após a criação desse bloco, é transmitida a informação de que existe um bloco para ser validado a todos os nós;
  4. Os nós entram em um consenso para validar o tal bloco. Este é o passo no qual os mineradores fazem a disputa de quem valida o bloco primeiro;
  5. Após a validação, o bloco se junta a toda cadeia e fica disponível no livro-razão para todos verem;
  6. Por fim, a moeda chega na carteira B.

Agora vamos entender um pouco mais as partes desse processo.

Sobre os nós: podem ser mineradores ou até mesmo alguém que quer estar na rede, mas não necessariamente minerar. A função dos nós é guardar as informações e validar se toda transação é verídica e não uma fraude. Se a transação é verdadeira pode ser inserida em um bloco para aí então começar a corrida de quem vai resolver primeiro o problema. Após resolvido, o validador recebe o prêmio de 12,5 BTC mais as taxas de cada transação.

Sobre as taxas: são oferecidas por quem envia a transação. Se for alta, provavelmente entrará no próximo bloco e será validada rapidamente. Mas se for baixa a transação pode demorar bem mais, pois os mineradores não terão interesse em gastar recurso computacional por um valor tão baixo, vão dar preferência a transações com taxas mais altas. Para autenticar um bloco, o validador precisa disponibilizar recursos computacionais como CPU ou GPU, além do custo da energia. Sendo assim, esses mineradores receberão recompensas do bloco por seus esforços.

Sobre a emissão do bitcoin: diferente do dinheiro que temos hoje, o bitcoin não é emitido por um órgão ou instituição centralizada: ele é criado pelos mineradores. A cada bloco o vencedor recebe 12.5 BTC mais as taxas de transações, mas essas moedas já foram “criadas” antes, ao contrário desses 12.5 BTC, que são gerados no momento em que um bloco é minerado. Esse valor de 12.5 BTC já foi maior, mas um processo chamado Halvening faz a recompensa por um bloco cair pela metade. Os fatores para ativar o Halvening é o que acontecer primeiro: 210 mil blocos serem minerados ou a cada quatro anos.

O Bitcoin tem uma quantidade máxima de aproximadamente 21 milhões e esse valor irá permanecer até o ano de 2140. Conforme o tempo passa e mais mineradores entram na rede, esse processo de validação vai ficando mais difícil. A recompensa que manterá os mineradores na rede, mesmo que seja difícil minerar um bloco, será a recompensa das taxas pagas por cada transferência.

Sobre o consenso: para validar uma transação, os nós devem chegar a um consenso de que aquela informação é verdadeira. Na rede Blockchain do Bitcoin, esse consenso é chamado de Proof-of-work (esforço do trabalho). É graças a esse modelo que existem os mineradores, as recompensas e toda a segurança da Blockchain. Existem muitos outros modelos de consenso que oferecem outros métodos para validar com segurança esse tipo de transação, mas isso é assunto para outro artigo.

Armazenamento das informações e wallet: todas as informações das transações de quem enviou e recebeu, quando, qual o valor, etc. são enviadas a um livro-razão. Nele ficam as informações de absolutamente todas as transações, desde que nasceu o bitcoin, e absolutamente ninguém e nada pode alterar os dados que estão lá. Essa é a grande característica da Blockchain: ter um local imutável para armazenar as informações.

A forma de ter acesso aos seus Bitcoins é por meio de uma chave privada e existem duas delas: a pública, que é o endereço da sua carteira e onde ficam armazenados seus Bitcoins; e a privada, na qual absolutamente ninguém deve ter acesso além de você, porque é somente com ela que você consegue chegar até as moedas. Caso perca essa chave, ninguém nunca mais vai ter acesso a elas. Nem você.

Acima falei sobre a carteira e que lá ficam armazenadas suas moedas… Então, não é bem assim. Primeiro que suas moedas não ficam armazenadas em uma carteira e sim na Blockchain, no livro-razão, especificamente. A sua carteira não funciona como um lugar para armazenar moeda, na verdade ela é um chaveiro para que você possa usar a sua chave privada.

 BLOCKCHAIN – A ARQUITETURA DISRUPTIVA

Bom, espero que tenha ficado claro, pelo menos, como funciona todo o processo de envio de moeda digital do ponto A ao ponto B. Nas transações existem criptografias, assinaturas, hash etc., ou seja, N fatores para garantir a segurança de cada transação, mas isso também é assunto para outro artigo.

Qual a utilidade?

Quando Satoshi criou o Bitcoin em 2008 a ideia era apenas criar um modelo de moeda digital para que as pessoas pudessem trocar valores para qualquer parte do mundo com velocidade e segurança. E isso a Blockchain fez e faz muito bem. Hoje, se você for transferir dinheiro de uma ponta a outra do mundo por meio de bancos pode demorar dias para que essa transação seja concretizada. Com o Bitcoin uma transação pode ocorrer em poucos minutos.

Além do Bitcoin

Falei muito sobre o Bitcoin e sua rede Blockchain, mas já chegamos além. A Blockchain serve para muito mais do que só utilizar moedas. Em breve eu faço um artigo sobre Ethereum, plataforma baseada na arquitetura Blockchain que revolucionou a forma de criar aplicações e smart contracts. Além do bitcoin existem outras centenas de criptomoedas e aplicações que podem ser feitas utilizando a blockchain.

 BLOCKCHAIN – A ARQUITETURA DISRUPTIVA

Como adquirir bitcoin

Existem algumas maneiras de conseguir bitcoins e a primeira delas é ser um validador, já que assim você ganha o valor do bloco mais as taxas de transação. Porém, devido ao alto custo de energia no Brasil e do alto investimento em recursos computacionais, não vale a pena. A segunda forma é vendendo algum produto ou serviço em troca de bitcoins e a terceira é comprando em uma casa de câmbio. No Brasil existem algumas muito boas e confiáveis como a Foxbit e o Mercado bitcoin. Nestes locais, seu Bitcoin, ou sua chave privada, fica no próprio local. Em outras casas de câmbio é possível que você tenha a posse da sua chave privada, mas geralmente a empresa fica com ela. Você vai precisar validar algumas informações pessoais como ID, CPF, número do cartão de crédito etc.

Por fim, espero que tenha ficado claro pelo menos como funciona o básico da Blockchain. Se você ficou com alguma dúvida ou tem algo a acrescentar é só aproveitar os campos abaixo. Até a próxima!

Este artigo foi publicado originalmente em https://www.concrete.com.br/2017/08/25/blockchain-a-arquitetura-disruptiva/

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2 comentários

Comentários

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  1. Na rede blockchain do Bitcoin, o conceito de mineradores é importante em virtude do algoritmo PoW (Proof of Work). Porém, várias instituições têm testado redes blockchain privadas (com Hyperledger Fabric, Ethereum, Ripple etc.); com acesso permissionado ao ledger distribuído (livro razão); sem implementar o conceito de “mineradores”; e adotando outros algoritmos de consenso, como pBFT, PoS, PoET etc. Também vale mencionar a possibilidade de compartilhar dados com um ledger distribuído sem blockchain, isto é, sem encadear os dados em blocos (caso do R3 Corda).

    1. Olá, Elton, tudo bem? Obrigado por ler e comentar. A ideia do post era pra ser bem introdutório, é falar de tipos de consenso era muito cedo. Além disso, não considero hyperledger e Corda como blockchain, já que na essência, blockchain é público, descentralizado e distribuído. Porém, acho importante a função dos mesmos no mercado, principalmente para bancos. Mas pra falar disso seria um bom debate em um meetup mérito e não por aqui rs. Abraços!

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