Guia para iniciantes sobre a tecnologia blockchain: o que é e como funciona

A tecnologia blockchain virou palavra da moda nos últimos anos, mas o que ela é exatamente? As blockchains são mais conhecidas por seu papel crucial na manutenção de um registro seguro e descentralizado de transações em sistemas de criptomoedas.

Mesmo que você não esteja familiarizado com blockchain ou com a tecnologia blockchain, provavelmente já ouviu falar dela nas conversas cotidianas sobre criptomoedas. Segundo uma pesquisa da McKinsey, até 2027, até 10% do PIB global poderá estar ligado a transações habilitadas por blockchain. Isso indica um potencial significativo ainda inexplorado para a blockchain e a possibilidade de uma adoção cada vez mais ampla ao longo do tempo.

Apesar da popularidade crescente, poucas pessoas realmente entendem toda a ideia por trás da tecnologia blockchain. É só publicidade? O burburinho em torno dela vai passar, ou as empresas podem mesmo aproveitar a blockchain para gerar valor? Como exatamente ela move o cripto? Continue lendo para descobrir.

O que é a tecnologia blockchain?

Uma blockchain é um livro-razão digital que registra e confirma transações de criptomoedas em uma rede de computadores. Quando você compra, vende ou troca criptomoedas, a blockchain coleta e armazena essas informações com segurança. Em essência, é uma cadeia de blocos em crescimento contínuo, em que cada bloco contém uma lista de transações criptografadas.

Para deixar claro, vamos usar uma analogia simples. Imagine ter um livro onde você registra transações. Toda vez que você faz uma transação, o livro é atualizado. Agora imagine esse livro sendo disponibilizado a várias outras pessoas ao mesmo tempo.

Essa é a ideia básica da tecnologia blockchain: um livro-razão digital compartilhado em uma rede. Toda vez que alguém faz uma transação, ela é registrada nesse livro-razão compartilhado.

Ao contrário dos sistemas financeiros tradicionais, os dados processados pela tecnologia blockchain ficam em uma rede descentralizada, livre de supervisão ou controle do governo ou de outros terceiros. Como todos na rede podem acessar os registros feitos pelos outros, ninguém pode manipular a rede nem ter controle exclusivo sobre ela.

Cada bloco de uma blockchain é criptografado por segurança e ligado ao bloco anterior, criando uma cadeia de transações, daí o termo “blockchain”. Essa estrutura garante que os dados armazenados na blockchain não possam ser apagados nem modificados sem o consenso de toda a rede, oferecendo um sistema de troca de dados transparente, robusto e resistente a adulterações.

Além do uso óbvio de servir como meio para transações relacionadas a cripto, essa tecnologia emergente tem uma série de outras possibilidades de aplicação. Mas, antes de analisá-las, vamos destacar rapidamente as principais características da tecnologia blockchain.

Principais características da tecnologia blockchain 

Estas são algumas de suas características distintivas:

descentralização

Esta é uma das marcas registradas da tecnologia blockchain. Ao contrário dos bancos de dados tradicionais, gerenciados por uma autoridade central, a tecnologia blockchain é descentralizada. Nenhuma organização ou computador isolado pode controlar a cadeia.

Cada participante da rede tem uma cópia do livro-razão, garantindo transparência e segurança. Essa natureza descentralizada elimina a necessidade de intermediários e reduz o risco de pontos centralizados de falha.

Imutabilidade

Depois que uma transação é inserida na blockchain e o bloco é adicionado à cadeia, é extremamente difícil alterá-la. Essa imutabilidade protege os dados contra adulteração e fraude, garantindo permanência.

Transparência

As blockchains públicas são totalmente transparentes e permitem que qualquer pessoa veja as alterações feitas no livro-razão. Essa transparência gera confiança entre os usuários, porque todas as transações ficam visíveis e verificáveis depois de adicionadas à blockchain.

Segurança

A blockchain usa várias técnicas criptográficas para proteger os dados armazenados no livro-razão. Essas técnicas protegem os dados contra acesso e alterações não autorizados, garantindo que as transações sejam seguras e confiáveis.

Modelos de consenso

Para chegar a um acordo sobre a validade das transações, a blockchain usa modelos de consenso como Proof of Work (PoW) ou Proof of Stake (PoS). Esses modelos garantem que todos os participantes da rede concordem com o estado do livro-razão, mantendo a integridade e a consistência da blockchain.

Tipos de blockchain

A blockchain evoluiu bastante ao longo dos anos, dando origem a vários tipos com base em diferentes atributos. Estes são alguns dos principais:

Blockchain pública

As blockchains públicas são redes abertas e descentralizadas em que qualquer pessoa pode participar, ler e gravar dados sem permissão. Exemplos incluem Bitcoin e Ethereum. Os usuários usam o mecanismo de consenso para atualizar a rede e manter uma cópia do livro-razão em seus nós.

Blockchain privada

Em contraste, as blockchains privadas são redes com permissão, em que o acesso e a participação são restritos a entidades ou participantes específicos. São comumente usadas em ambientes empresariais para aumentar a privacidade e o controle sobre os dados.

Blockchain com token

Essa é a blockchain padrão e envolve a emissão e a gestão de tokens digitais que representam ativos ou utilidade na rede. Esses tokens podem ser negociados, trocados ou usados para fins específicos dentro do ecossistema da blockchain.

Blockchain sem token

Algumas blockchains operam sem tokens nativos e se concentram apenas em registrar e validar transações ou dados. Podem ser usadas em aplicações específicas em que os tokens não são necessários.

Blockchain distribuída

As blockchains distribuídas têm vários nós ou computadores participando da rede, cada um mantendo uma cópia de todo o livro-razão da blockchain.

Blockchain híbrida

As blockchains híbridas combinam elementos das blockchains públicas e privadas, oferecendo flexibilidade em termos de acessibilidade, controle e escalabilidade. São muito usadas em cenários em que certos dados precisam ficar privados, mas ainda se beneficiam da segurança e da transparência de uma blockchain pública.

Como funciona a tecnologia blockchain?

A tecnologia blockchain consiste em uma série de blocos encadeados e criptografados por segurança. Cada bloco contém várias transações, e cada transação registrada na blockchain é autenticada pela assinatura digital do proprietário, o que a protege contra adulteração. Normalmente, a maior parte desses processos acontece nos bastidores, e quem inicia a transação não vê nada disso acontecer.

Depois que os dados são registrados em um bloco, eles não podem ser alterados sem alterar todos os blocos seguintes, o que exige o consenso da maioria da rede. Vamos ver como tudo isso acontece:

Início da transação

As transações em uma blockchain são iniciadas por usuários que querem transferir ativos digitais (como criptomoedas) ou executar contratos inteligentes. Assim, por exemplo, um usuário pode decidir enviar cripto para outro usuário. Essa ação exigiria que ele informasse o endereço do destinatário, o valor a ser transferido e, possivelmente, pagasse uma taxa de transação, popularmente conhecida como taxa de gas.

Transmissão

A blockchain funciona em uma rede peer-to-peer formada por computadores interconectados, chamados de nós. Basicamente, são as diferentes pessoas que contribuem com a rede. Os nós da rede executam funções diferentes, dependendo do papel que desempenham.

Depois que uma transação é criada e assinada, ela é transmitida a esses nós. Eles então validam a situação do usuário e a legitimidade da transação para determinar se ela deve ser incluída na blockchain por meio do chamado “mecanismo de consenso”. Veja como esse processo costuma funcionar:

Receber transações

• Transmissão: depois que o usuário cria e assina uma transação, ela é transmitida à rede blockchain. Os nós que recebem a transação transmitida começam o processo de validação.
• Pool de transações: cada nó costuma manter um pool de transações não confirmadas, geralmente chamado de mempool. As novas transações são adicionadas a esse pool para validação.

Verificações de validação

Para garantir a segurança e a integridade das transações na blockchain, os nós da rede realizam várias verificações de validação:

Verificação da assinatura digital

Quando um usuário inicia uma transação, o software da sua carteira usa a chave privada do usuário para assiná-la. Essa assinatura digital funciona como prova de que o dono da chave privada autorizou a transação. Os nós então verificam a assinatura digital usando a chave pública do remetente para confirmar a autenticidade da transação.

Verificação de gasto duplo

Os nós garantem que as entradas (saídas de transações anteriores que estão sendo gastas) ainda não foram gastas em outra transação. Isso impede que a mesma moeda digital seja gasta mais de uma vez, mantendo a integridade do histórico de transações.

Fundos suficientes

Eles também confirmam que o endereço do remetente tem fundos suficientes para cobrir o valor da transação e as taxas associadas.

Estrutura da transação

Eles verificam se a transação segue o formato correto e as regras do protocolo. Isso inclui conferir os campos de dados, as entradas e as saídas, para garantir que a transação seja válida.

Taxas de transação

Por fim, eles verificam se a transação inclui taxas adequadas para incentivar os mineradores a incluí-la em um bloco. Taxas de transação adequadas garantem que as transações sejam processadas com rapidez.

Criação do bloco

Depois que as transações são validadas pelos nós e colocadas no mempool, elas estão prontas para ser agrupadas em um bloco e adicionadas à blockchain. Nesse momento, as transações inválidas também são descartadas. O processo de agrupar essas transações em um bloco envolve várias etapas importantes, que destacamos abaixo:

Pool de transações

As transações validadas são reunidas em um pool para poderem ser incluídas no próximo bloco.

Criação do bloco

Os mineradores (nós que resolvem problemas matemáticos complexos para adicionar novos blocos) selecionam um conjunto de transações validadas do pool de transações e as organizam em um bloco. Esse bloco inclui um cabeçalho com informações importantes, como o hash do bloco anterior, um carimbo de data e hora e um nonce (um número aleatório usado na mineração).

Proof of Work (PoW)/Proof of Stake (PoS)

Em redes blockchain como a do Bitcoin, os mineradores competem para resolver um difícil quebra-cabeça matemático com base nos dados do bloco. Esse processo, conhecido como Proof of Work, exige grande poder computacional. O primeiro minerador a resolver o quebra-cabeça adiciona o novo bloco à blockchain e é recompensado com criptomoeda recém-criada.

Na Proof of Stake, por outro lado, os validadores são selecionados para criar um novo bloco com base em sua participação na rede. O validador selecionado cria e transmite o novo bloco sem a necessidade de computação extensa.

Verificação e propagação do bloco

Depois que um novo bloco é criado, seja por mineração (Proof of Work) ou por validação (Proof of Stake), ele é transmitido a toda a rede. Os outros nós da rede verificam a validade do bloco conferindo a prova de trabalho e a correção das transações e garantindo que ele siga as regras do protocolo.

Atualização da cadeia

Após a verificação, o novo bloco é adicionado à blockchain, tornando-se a entrada mais recente na cadeia contínua de blocos. Essa atualização é enviada por toda a rede, garantindo que todos os nós tenham a versão mais recente da blockchain.

Benefícios da blockchain

A tecnologia blockchain oferece várias vantagens importantes que a tornam uma ferramenta poderosa em diversos setores:

Mais segurança

A blockchain oferece alto nível de segurança por causa de sua natureza descentralizada e de seus algoritmos criptográficos. A natureza descentralizada da blockchain significa que não há um único ponto de falha, o que reforça a segurança contra possíveis ataques hackers.

Seus hashes criptográficos garantem que cada transação seja criptografada e ligada à anterior, tornando extremamente difícil para hackers alterar qualquer informação. Além disso, como a blockchain não pode ser adulterada nem alterada, os participantes podem confiar nos dados que lhes são apresentados.

Isso não é tudo. Por sua natureza confidencial, os usuários ficam protegidos contra roubo de identidade, o que a torna uma alternativa atraente para empresas e consumidores.

descentralização

Como enfatizamos ao longo deste post, a descentralização é um benefício central quando falamos de blockchain. Essa estrutura reduz a necessidade de intermediários, diminuindo os custos de transação, aumentando a eficiência das transações e eliminando a possibilidade de fraude.

Custos de conformidade reduzidos

A tecnologia blockchain simplifica as transações ao eliminar a necessidade de intermediários, como bancos e processadores de pagamento, reduzindo bastante as taxas associadas. Vamos detalhar isso.

Hoje, os bancos e as instituições tradicionais costumam depender de processos de “conheça seu cliente” (KYC) para verificar a identidade de um cliente e integrá-lo. Todo o processo muitas vezes envolve bancos pagando até 500 milhões por ano por processos que nem sequer são atualizados.

Com as redes peer-to-peer, temos agora transações diretas entre as partes, minimizando o envolvimento de terceiros e, por fim, reduzindo os custos.

Economia de custos

A tecnologia blockchain pode reduzir bastante os custos das empresas, especialmente daquelas que lidam com transações de alto valor e alto volume, em que as taxas bancárias e de processamento de pagamentos se acumulam rapidamente.

Uma das formas pelas quais a blockchain gera economia é por meio de taxas de transação menores. As redes blockchain costumam ter taxas muito mais baixas em comparação com os sistemas financeiros tradicionais. Por exemplo, as transações com criptomoedas podem ser processadas por uma fração do custo de transferências bancárias convencionais ou transações de cartão de crédito.

Outra vantagem é a redução das taxas internacionais. A blockchain permite transações internacionais sem as taxas altas e os custos de câmbio das transferências bancárias tradicionais, sendo especialmente útil para empresas que atuam no comércio global.

Além disso, os processos automatizados da blockchain, como os contratos inteligentes, ajudam a reduzir as despesas operacionais. Esses contratos automatizam e protegem as transações sem necessidade de supervisão manual. Quando certas condições são atendidas, os contratos inteligentes podem executar automaticamente as próximas etapas de um processo de transação, aumentando bastante a velocidade e a eficiência.

Rastreabilidade

A transparência da blockchain e o registro permanente de transações facilitam o rastreamento de ativos. Isso é especialmente valioso na gestão da cadeia de suprimentos, em que rastrear a origem e a jornada dos produtos é crucial. Por exemplo, o Walmart Canadá usou blockchain para resolver disputas de pagamento com 70 transportadoras terceirizadas, reduzindo as discrepâncias em faturas de 70% para menos de 1%. Essa melhoria garantiu pagamentos pontuais e aumentou a eficiência operacional.

Além de resolver problemas de pagamento, o Walmart usou a blockchain para enfrentar desafios mais amplos da cadeia de suprimentos. Ao registrar dados de transações em uma rede blockchain, o Walmart e seus fornecedores podem rastrear os produtos desde a origem até as prateleiras das lojas.

Esse sistema também garante a rastreabilidade dos alimentos, permitindo que o Walmart e seus clientes acessem facilmente informações detalhadas sobre a origem dos itens alimentares, incluindo fazendas, unidades de processamento e rotas de transporte.

Processamento em tempo real

Por sua natureza descentralizada, as empresas podem fazer transações em tempo real, 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem se preocupar com horários de corte ou com as restrições do sistema bancário tradicional.

Ao contrário das transferências e dos pagamentos bancários, que normalmente se limitam ao horário comercial e podem sofrer atrasos por causa de fins de semana e feriados, as transações em blockchain podem ser executadas e confirmadas a qualquer hora do dia, todos os dias do ano, garantindo basicamente que as transações possam ser processadas de forma contínua.

Inovação

A tecnologia blockchain é a base de várias aplicações inovadoras, como as finanças descentralizadas (DeFi), os tokens não fungíveis (NFTs) e muito mais. Essas novas aplicações estão criando oportunidades e transformando setores.

Desafios da blockchain

Apesar de seu potencial, o futuro da tecnologia blockchain não está livre de preocupações. Algumas considerações importantes incluem:

Uso intensivo de recursos

As blockchains exigem muitos recursos porque cada nó da rede executa as mesmas tarefas para chegar a um consenso. Esse esforço repetido leva a alto consumo de energia e custos de computação, especialmente em sistemas de proof of work como o Bitcoin.

Impacto Ambiental

Além do uso de recursos, há também o impacto ambiental da mineração em blockchain. O consumo significativo de energia envolvido, principalmente em mecanismos de proof of work como o do Bitcoin, levantou preocupações sobre a sustentabilidade ambiental.

Irreversibilidade das transações

Embora a imutabilidade das transações em blockchain reforce a segurança e a confiança, ela também significa que as transações não podem ser desfeitas. Mesmo que as duas partes concordem em reverter uma transação, ou que ela tenha sido feita por engano ou por fraude, não há como revertê-la.

Experiência do usuário

A tecnologia blockchain pode ser bastante complexa e intimidadora para usuários sem conhecimento técnico. Melhorar a experiência do usuário e tornar os aplicativos blockchain mais intuitivos e acessíveis será crucial para impulsionar a adoção em massa.

escalabilidade

À medida que as redes blockchain crescem, surgem preocupações com a escalabilidade. As plataformas blockchain atuais têm dificuldade para lidar rapidamente com um grande número de transações, o que pode reduzir seu desempenho. Essa limitação pode ser um grande obstáculo ao uso generalizado, especialmente em aplicações que precisam processar um grande volume de transações com eficiência.

Interoperabilidade

Diferentes plataformas blockchain costumam funcionar de forma isolada, o que dificulta a comunicação e a interação entre elas. Alcançar a interoperabilidade entre essas redes blockchain separadas é fundamental para liberar todo o potencial dos aplicativos e ecossistemas descentralizados.

Desafio de segurança

Embora a blockchain seja frequentemente elogiada por conseguir eliminar problemas como golpes e pirataria, ela não é infalível. Sim, a tecnologia é segura, mas sua eficácia depende da honestidade dos usuários e da exatidão dos dados inseridos. Por exemplo, em 2022, hackers roubaram mais de US$ 600 milhões da rede Ronin ao assumir o controle de mais da metade dos nós da rede. Difícil de executar? Extremamente! Mas definitivamente não é impossível.

Aplicações e casos de uso da tecnologia blockchain

Além do Bitcoin, outras criptomoedas como Ethereum e Solana usam a tecnologia blockchain para oferecer recursos exclusivos, como contratos inteligentes e aplicativos descentralizados (DApps). A blockchain da Ethereum oferece suporte a mais do que transações; ela viabiliza contratos inteligentes e aplicativos descentralizados (DApps) movidos por sua criptomoeda, o Ether.

A Solana, conhecida por sua escalabilidade, usa a blockchain para alcançar altas velocidades de transação, o que a tornou popular no mercado cripto. Além de ser usada para facilitar transações cripto, a tecnologia blockchain tem muitos outros casos de uso. Vamos ver alguns:

O papel da blockchain na proteção das transações

A tecnologia blockchain eleva a segurança em 100% ao criar um registro à prova de adulteração de cada transação online. Esse nível de segurança é crucial para criar confiança nas transações digitais, em que o risco de ataques hackers e vazamentos de dados é uma ameaça constante.

Além disso, a transparência que ela oferece permite que todos os participantes da rede verifiquem e auditem as transações de forma independente, garantindo a integridade dos dados.

Bancos

Para os bancos, a blockchain melhora o processo de negociação de moedas, processamento de pagamentos e concessão de empréstimos. Ela também simplifica seus processos ao viabilizar transações mais rápidas e seguras. Funcionando como uma única fonte da verdade, ela rastreia cada transação, garantindo imutabilidade e protegendo contra fraudes. Isso leva a prazos de liquidação mais rápidos e oferece um monitoramento embutido contra lavagem de dinheiro. 

Logística

A blockchain é muito usada na logística como ferramenta de rastreamento, monitorando a movimentação de mercadorias ao longo da cadeia de suprimentos. Assim, os usuários têm informações em tempo real sobre suas remessas, do início à entrega.

Por exemplo, a plataforma da IBM baseada em blockchain possibilitou digitalizar e simplificar a logística do comércio global. As partes envolvidas na plataforma podem acompanhar a situação das remessas, gerenciar a documentação e garantir o cumprimento das exigências regulatórias.

Saúde

A blockchain é usada principalmente na área da saúde para armazenar com segurança prontuários de pacientes, garantindo a privacidade dos dados e evitando vazamentos. Isso faz sentido, já que, entre julho de 2021 e junho de 2022, foram relatados cerca de 692 casos de grandes vazamentos de dados de saúde. Os criminosos roubaram dados bancários, dados de cartão de crédito e registros de saúde e de testes genômicos.

Os contratos inteligentes também são usados para simplificar e automatizar tarefas como monitoramento de medicamentos, processamento de pedidos de reembolso de seguros, compartilhamento de informações médicas entre prestadores, redução de fraudes na cobrança médica e melhor rastreamento de medicamentos na cadeia de suprimentos.

Em resumo

As blockchains estão se tornando uma parte cada vez mais importante das nossas vidas. À medida que a tecnologia blockchain continua amadurecendo e ganhando adoção generalizada, sua integração em diversos setores sinaliza potencial de inovação em diferentes cenários. Como acontece com qualquer tecnologia emergente, suas capacidades e todo o seu potencial ainda estão se revelando. No entanto, está claro que a blockchain veio para ficar.

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