Como funciona?

Como o Blockchain funciona?

De acordo com a MIT Sloan School Of Management, blockchain é uma tecnologia de registro distribuído que visa a descentralização como medida de segurança. São bases de registros e dados distribuídos e compartilhados que têm a função de criar um índice global para todas as transações que ocorrem em um determinado mercado. Essa definição parece um pouco confusa para você?

Vamos simplificar criando um cenário com algumas analogias, explicando termos importantes dentro da blockchain como, por exemplo, hash, nonce, nós, mineradores… no final deste texto, tenho certeza que você entenderá o conceito.

O que é Blockchain?

Um Blockchain é um “bloco de anotação” quase impossível de falsificar.

Vamos imaginar que um grupo de pessoas decidiram fazer uma criptomoeda. E eles precisam seguir o fluxo dos fundos dessa moeda (ou seja, todas as transações). Um dos criadores da moeda – vamos chamá-lo de João – decidiu manter uma lista de todas as ações em um “bloco de anotação”:

Um homem – vamos chamá-lo de Judas – decidiu roubar dinheiro. Para ocultar isso, ele alterou as entradas no “bloco de anotação”:

João percebeu que alguém havia interferido em seu “bloco de anotação”. Então, ele decidiu impedir que isso acontecesse.

Ele encontrou um programa chamado função Hash que transforma texto em um conjunto de números e letras como na tabela abaixo.

Uma função hash é uma função matemática que pega um número variável de caracteres e a converte em uma sequência com um número fixo de caracteres (hexadecimal). Mesmo uma pequena alteração em uma string cria um hash completamente novo.
Após cada registro, ele inseriu um hash. O novo “bloco de anotação” era o seguinte:

Judas decidiu alterar as entradas novamente. À noite, ele pegou o “bloco de anotação”, mudou o registro e gerou um novo hash.

João notou que alguém alterou o “bloco de anotação” novamente. Ele decidiu complicar o registro de cada transação. Após cada registro, ele inseriu um hash gerado a partir do registro + último hash. Portanto, cada entrada depende do anterior.

Se Judas tentar alterar o registro, ele precisará alterar o hash em todas as entradas anteriores. Mas Judas realmente queria mais dinheiro e passou a noite inteira contando todos os hashes.

Para deixar as transações mais seguras, João decidiu adicionar um número após cada registro. Este número é chamado “Nonce”. O nonce deve ser escolhido para que o hash gerado termine em dois zeros.

Agora, para falsificar os registros, Judas teria que gastar horas e horas escolhendo um Nonce para cada linha. Vale ressaltar que, não apenas as pessoas, mas os computadores não conseguem descobrir o Nonce rapidamente.

Node

Mais tarde, João percebeu que havia muitos registros e que ele não poderia manter o “bloco de anotação” assim para sempre. Então, quando ele escreveu 5.000 transações, ele as converteu em uma planilha de uma página.

Joana, uma as criadoras da moeda, verificou se todas as transações estavam corretas.

João distribuiu seu “bloco de anotação” de planilha sobre 5.000 computadores, espalhados pelo mundo. Esses computadores são chamados de nós. Toda vez que uma transação ocorre, ela deve ser aprovada pelos nós, cada um dos quais verifica sua validade. Depois que cada node verifica uma transação, há uma espécie de votação eletrônica, pois alguns nodes podem pensar que a transação é válida e outros pensam que é uma fraude.

Os nodes mencionados acima são computadores. Cada node possui uma cópia do “bloco de anotação” ou Blockchain. Cada node verifica a validade de cada transação. Se a maioria dos nodes disser que uma transação é válida, ela será gravada em um bloco.

Agora, se Judas alterar uma entrada, todos os outros computadores terão o hash original. Eles não permitiriam que a mudança ocorra.

Block ou Bloco

Essa planilha é chamada de block. Toda a família de blocks é o que chamamos de Blockchain. Cada node tem uma cópia do Blockchain. Quando um block atinge um certo número de transações aprovadas, um novo block é formado.

O Blockchain se atualiza a cada dez minutos. Faz isso automaticamente. Nenhum computador principal ou central instrui os computadores a fazer isso.

Assim que a planilha for atualizada, ela não poderá mais ser alterada. Portanto, é impossível falsificá-la. Você só pode adicionar novas entradas. O registro é atualizado em todos os computadores na rede ao mesmo tempo.

Pontos importantes:

1. Um Blockchain é um tipo de “bloco de anotação” ou planilha contendo informações sobre transações.

2. Cada transação gera um hash.

3. Um hash é uma sequência de números e letras.

4. As transações são inseridas na ordem em que ocorreram. A ordem é muito importante.

5. O hash depende não apenas da transação, mas também do hash da transação anterior.

6. Mesmo uma pequena alteração em uma transação cria um hash completamente novo.

7. Os nodes verificam se uma transação não foi alterada, inspecionando o hash.

8. Se uma transação for aprovada pela maioria dos nodes, ela será gravada em um block.

9. Cada block se refere ao block anterior e, juntos, formam o Blockchain.

10. Um Blockchain é eficaz, pois está espalhado por muitos computadores, cada um dos quais com uma cópia do Blockchain.

11. Esses computadores são chamados de nodes.

12. O Blockchain se atualiza a cada 10 minutos.

Carteiras, assinaturas digitais, protocolos

Vamos continuar com a saga de João para garantir a segurança das transações. E, para isso, ele reuniu as pessoas interessadas no processa para lhes explicar a nova moeda.

Judas confessou seus pecados ao grupo e se desculpou profundamente. Para provar sua sinceridade, ele devolveu as moedas a Juliana e Joana.

Com tudo isso resolvido, João explicou por que isso nunca poderia acontecer novamente. Ele decidiu implementar algo chamado assinatura digital para confirmar todas as transações. Mas primeiro, ele deu uma carteira a todos.

O que é uma carteira?

Uma carteira é uma sequência de números e letras, como 18c177926650e5550973303c300e136f22673b74. Este é um endereço que aparecerá em vários blocks dentro do Blockchain à medida que as transações ocorrem. Não há registros visíveis de quem fez qual transação com quem, apenas o número de uma carteira. O endereço de cada carteira específica, também é uma chave pública.

Assinatura digital

Para realizar uma transação, você precisa de duas coisas: uma carteira, que é basicamente um endereço, e uma chave privada. A chave privada é uma sequência de números aleatórios, mas, diferentemente do endereço, a chave privada deve ser mantida em segredo.

Quando alguém decide enviar moedas para qualquer outra pessoa, deve assinar a mensagem que contém a transação com sua chave privada. O sistema de duas chaves está no centro da criptografia, e seu uso é anterior à existência do Blockchain. Foi proposto pela primeira vez na década de 1970.

Depois que a mensagem é enviada, ela é transmitida para a rede Blockchain. A rede de nodes trabalha na mensagem para garantir que a transação que ela contém seja válida. Se confirmar a validade, a transação é colocada em um block e, depois disso, nenhuma informação sobre ela pode ser alterada.

O que são chaves criptográficas?

Uma chave criptográfica é uma sequência de números e letras. Chaves criptográficas são feitas por geradores de chaves ou keygens. Essas keygens usam matemática muito avançada envolvendo números primos para criar chaves.

Protocolos

O Blockchain consiste em especificações de comportamento individuais, um grande conjunto de regras que são programadas nele. Essas especificações são chamadas de protocolos. A implementação de protocolos específicos fez essencialmente do Blockchain o que ele é – um banco de dados distribuído, ponto a ponto e com informações seguras.

Os protocolos Blockchain garantem que a rede funcione da maneira que seus criadores pretendiam, mesmo sendo completamente autônoma e não controlada por ninguém. Aqui estão alguns exemplos de protocolos implementados no Blockchain:

• As informações de entrada para cada número de hash devem incluir o número de hash do block anterior.

• A recompensa pela mineração bem-sucedida de um block diminui pela metade depois que cada 210.000 blocks são fechados.

• Para manter a quantidade de tempo necessária para extrair um block em aproximadamente 10 minutos, a dificuldade de mineração é recalculada a cada 2.016 blocks.

Prova de Trabalho

A colocação de uma transação em um block é chamada de conclusão bem-sucedida de um desafio de prova de trabalho e é realizada por nodes especiais chamados mineradores.

Prova de trabalho é um sistema que requer algum trabalho do solicitante de serviços, geralmente significando tempo de processamento por um computador. A produção de uma prova de trabalho é um processo aleatório com baixa probabilidade de êxito; portanto, normalmente são necessárias muitas tentativas e erros para que uma prova válida de trabalho seja gerada. Quando se trata de Bitcoins, o hash é o que serve como prova de trabalho.

O que é mineração?

Mineradores em uma Blockchain são nodes que produzem blocks resolvendo problemas de prova de trabalho. Se um minerador produz um block que é aprovado por um consenso eletrônico de nodes, ele é recompensado com moedas. Em outubro de 2017, os mineradores de Bitcoin receberam 12,5 Bitcoins por block.

A recompensa não é o único incentivo para os mineradores continuarem executando seu trabalho. Eles também recebem as taxas de transação que os usuários de Bitcoin pagam. Atualmente, como há uma enorme quantidade de transações acontecendo dentro da rede Bitcoin, as taxas de transação dispararam. Embora as taxas sejam voluntárias por parte do remetente, os mineradores sempre priorizam as transferências com taxas de transação mais altas. Portanto, a menos que você esteja disposto a pagar uma taxa bastante alta, sua transação poderá levar muito tempo para ser processada.

Pontos importantes

1. Se você possui dinheiro digital, precisa de uma carteira digital.

2. Uma carteira é um endereço no Blockchain.

3. Uma carteira é uma chave pública.

4. Alguém que deseja realizar uma transação deve enviar uma mensagem com a transação assinada com sua chave privada.

5. Antes de uma transação ser aprovada, ela é verificada por todos os nodes que votam nela de um modo eletrônico especial, diferente do que ocorre em eleições realizadas pela maioria dos países.

6. Uma transação é colocada em um block por mineradores que são nodes especiais.

7. Os computadores na rede que possuem o Blockchain são chamados de nodes.

8. Os mineradores colocam as transações em blocos em resposta à prova de desafios no trabalho.

9. Depois que os mineradores ‘fecham’ com sucesso um bloco de transação, eles recebem uma recompensa, que atualmente é de 12,5 BTC, e também conseguem manter as taxas de transação pagas pelos detentores de Bitcoin.

10. A interação é realizada em um Blockchain usando regras incorporadas ao programa do Blockchain chamado protocolos.

11. A criptografia é essencial no Blockchain para impedir ladrões que desejam invadir o Blockchain.

12. Chaves criptográficas são feitas por geradores de chaves ou keygens.

13. Keygens usam matemática muito avançada envolvendo números primos para criar chaves.

14. Um bloco contém um registro de data e hora, uma referência ao bloco anterior, as transações e o problema computacional que precisou ser resolvido antes do bloco entrar no Blockchain.

15. A rede distribuída de nodes que precisa alcançar consenso torna a fraude quase impossível dentro do Blockchain.

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