Blockchain é um sistema distribuído que alcança segurança por meio de criptografia e consenso, sem depender de confiança. A inovação envolvida é impressionante.
Por Matthew Tyson
Há uma tendência tecnológica que pode ser ainda mais tectónica e duradoura do que a computação em nuvem: blockchain. Enquanto a nuvem desafia a maneira como construímos software e muda a maneira como operamos os negócios, a tecnologia blockchain potencialmente altera a maneira como pensamos e processamos as próprias transações. Além de servir como base para a criptomoeda, o blockchain pode influenciar fundamentalmente como propomos e registamos negócios.
Muito se falou sobre a natureza revolucionária do blockchain e das criptomoedas e, na verdade, é algo sujeito a exageros. No entanto, ao contemplar como os desenvolvimentos tecnológicos atuais podem influenciar o futuro, é difícil identificar outra criação com mais possibilidades de impactar a evolução do mercado. Blockchain pode ser a inovação mais importante desde a Internet. Então, o que é blockchain e por que pode mudar a história?
A verdade do consenso
Construir sistemas de software distribuídos é difícil. No centro dessa dificuldade estão os dados: protegê-los, disponibilizá-los, armazená-los. Embora grande parte da dificuldade venha de humanos tentando enganar o sistema, há também uma dificuldade objetiva inerente em superar bugs e manter a consistência dos dados (por exemplo, veja o teorema CAP ). Sempre que os dados são enviados ou recuperados (seja uma mensagem sobre o seu almoço ou o saldo da sua conta bancária), eles estão sujeitos a esses perigos.
No caso de algo importante, como a sua conta bancária, a forma tradicional de tornar os dados seguros e precisos é através de um agente de confiança, por exemplo, o banco. A versão distribuída do sistema bancário até agora tem sido um enxerto de práticas tradicionais na Internet. O banco é confiável para persistir e recuperar as informações financeiras.
As limitações deste acordo são explicadas no white paper do Bitcoin que desencadeou o maremoto da criptomoeda . (O documento fundador da criptomoeda, este artigo de Satoshi Nakamoto resume o estado da arte e propõe a primeira rede blockchain pública do mundo real.) A crítica de Satoshi às “fraquezas inerentes ao modelo baseado na confiança” está ligada ao fato de que “transações não reversíveis não são possíveis”. Por outras palavras, os bancos precisam estar em condições de mediar disputas, o que espalha a confiança e aumenta os custos.
Na verdade, para um white paper descrevendo uma alternativa completa ao sistema bancário tradicional, esta crítica é bastante moderada. A maioria de nós poderia facilmente encontrar outros problemas: comissões surpresa e interação com estruturas corporativas bizantinas, para começar. Além disso, as estruturas oferecem obstáculos significativos à participação no sistema financeiro de agentes desprivilegiados.
O documento Bitcoin propõe um “sistema de pagamento eletrónico baseado em prova criptográfica em vez de confiança” .
Assinatura criptográfica
O mecanismo central de tal rede são os pares criptográficos usados para assinar transações. Os proprietários da moeda eletrónica (ou, mais geralmente, de um estado digital) assinam a moeda (ou o estado) para os compradores com sua chave pública e verificam-se com sua chave privada. Cada transação também carrega um hash da transação anterior e a chave pública do proprietário.
Gastos duplos e blockchain
Se todos os participantes da rede agissem de boa-fé, as cadeias de transações já estariam seguras (ou seja, o sistema estaria protegido contra adulterações externas diretas graças à assinatura criptográfica). O ponto fraco é que os donos da moeda podem enganar o sistema gastando a moeda mais de uma vez. Um comprador não tem como saber se a moeda que comprou já foi gasta.
Resolver este problema sem recorrer a uma autoridade central não é trivial. Requer que todos os participantes da rede conheçam todas as transações e sua ordem de ocorrência. Se pudéssemos fazer isso, poderíamos aceitar apenas a primeira instância de uma transação e descartar as outras como fraudulentas. O mecanismo para conseguir isso é a cadeia de blocos ( blockchain ).
A ideia central é que as transações são reunidas num conjunto (um “bloco”) e os nódulos gastam trabalho tentando chegar a um valor difícil de calcular (um nonce que quando hash produz um valor com um certo número de zeros à direita). Cada bloco também faz referência ao hash do bloco anterior. Esta configuração significa que as transações são aceites em blocos que são verificados com esforço computacional e que cada novo bloco cria uma cadeia mais longa desse trabalho.
51% de ataque
Para enganar este sistema, todo o trabalho na cadeia precisaria ser refeito, o que é cada vez menos provável à medida que a cadeia cresce.
O nome para tentar vencer o blockchain legítimo é um ataque de 51%. A ideia é que um invasor obtenha mais da metade do poder computacional envolvido no sistema e o use para validar transações falsas. À medida que o blockchain cresce, isto torna-se mais difícil e, mesmo que seja alcançado, oferece recursos limitados.
Armazenamento otimizado
Um fato surpreendente sobre esta árvore de nódulos é que toda a cadeia (representando uma capitalização de mercado próxima a um trilião de dólares) é armazenada em cada sistema de computador participante. Isso é possível graças ao design inteligente. Um mecanismo central para isso é o uso de uma árvore de Merkel, que permite que o sistema armazene apenas a raiz e as folhas relevantes da cadeia.
A verdade do consenso
À medida que cada nódulo trabalha para validar o seu bloco de transações, os outros nódulos fazem o mesmo. Se um determinado nódulo recebe um bloco concorrente da rede, armazena esse bloco numa cadeia concorrente e continua a trabalhar na sua própria cadeia. Se o nódulo receber novos blocos suficientes na cadeia concorrente, descarta o seu trabalho e aceita a cadeia concorrente como a real. Se o nódulo atual terminar o seu trabalho antes que a cadeia concorrente seja confirmada, o nódulo atual transmite o seu esforço para a rede. Os outros nódulos comportam-se da mesma maneira em relação à validação desta afirmação.
Desta forma, a rede inevitavelmente aceita o trabalho do maior número de nódulos, votando de forma consensual por uma versão da verdade, respaldada pelo trabalho computacional que os hashes exigem .
Mineração e cunhagem
A atividade de mineração é altamente divulgada, pois assumiu importância geopolítica . Mas é? Com a nossa compreensão do blockchain até agora, podemos descrevê-lo claramente.
Quando um nódulo consegue validar seu bloco (obtendo um bom hash e provando para a rede que é o primeiro novo bloco válido da cadeia), recebe uma nova moeda própria. Isto é mineração. A moeda serve de incentivo para que o sistema participe no processo de mineração.
Segurança sem confiança
A principal conquista do blockchain é a segurança de uma rede que funciona com nódulos que são de propriedade de todos. Parece contraintuitivo, mas o sistema funciona fazendo suposições não apenas sobre criptografia, mas sobre o comportamento humano. Que um sistema amplamente distribuído e controlado por (sejamos francos) humanos desonestos funcione com segurança é impressionante .
Uma vez que a funcionalidade deste sistema foi demonstrada pelo Bitcoin, a explosão de novas moedas digitais foi notável. Uma moeda digna de nota é a Ether , criada pela Ethereum , uma empresa que propõe colocar um computador Turing completo em cima de uma blockchain semelhante ao Bitcoin. E há muitos outros.
No caso específico das moedas, os bancos tradicionais, sem dúvida, continuarão em grande parte como estão, e os interesses arraigados no sistema financeiro trabalharão para obter vantagem no sistema de criptomoedas. E os bancos já se moveram para introduzir as suas próprias moedas.
Talvez a promessa que mais mudou na história dos sistemas blockchain é que a humanidade pode ter criado um método para chegar a um consenso para participantes conectados remotamente. Esta capacidade tem implicações de longo alcance, difíceis de especificar em detalhes, mas fáceis de prever em geral.
Claro que existem desafios. Por um lado, a extrema volatilidade dos mercados de criptomoedas dificulta a previsão dos valores das criptomoedas (as stablecoins foram introduzidas por esse motivo). Por outro lado, a programação blockchain é difícil. Por fim, interesses arraigados nos setores financeiro e outros estão a resistir ao blockchain.
Em suma, a tecnologia blockchain é uma inovação incrível e um mundo fascinante para acompanhar.