Tecnologia Blockchain: um guia para iniciantes

A tecnologia Blockchain ainda é um mistério para a maioria das pessoas. Alguns acham emocionante, e alguns acham intimidante, enquanto outros não têm a menor ideia 😊

E eu entendo isso, já que ainda está no estágio inicial de desenvolvimento, e há muito o que aprender e implementar.

Este artigo tem como objetivo apresentar os conceitos básicos da tecnologia blockchain, como ela funciona e sua aplicação.

Para começar, imagine como a vida pode se tornar fácil se você puder enviar dinheiro para sua família, ficando a milhares de quilômetros de distância, em minutos, sem pagar altas taxas bancárias.

Agora, pense em ter o controle total do seu dinheiro sem precisar de nenhuma permissão do seu banco para visualizar ou transferi-lo. E você pode armazenar seu dinheiro digitalmente em uma carteira sem que um banco o governe.

Tudo isso não são sonhos; eles são possíveis com blockchain que oferece muitos recursos e vantagens. Esta é a razão pela qual as pessoas estão interessadas em aprender blockchain e adotá-lo. Estima-se também que o investimento corporativo em blockchain provavelmente atingirá US$ 12,4 bilhões até 2022.

Mas o que exatamente é blockchain?

Vamos descobrir!

O que é a tecnologia Blockchain?

Blockchain é um livro digital imutável (imutável) e compartilhado que armazena registros ou transações em vários lugares em uma rede de computadores. Aqui, cada transação verificada é adicionada em um espaço chamado bloco que se conecta com outros blocos subsequentes com a ajuda de criptografia, formando uma cadeia.

Se essa definição fez você coçar a cabeça, vamos entender a tecnologia blockchain em termos mais simples.

Blockchain é um tipo de banco de dados que armazena dados (registros) em um computador eletronicamente.

Bloco = Um espaço que contém registros

Chain = Um link conectando registros

Assim, uma cadeia de blocos vinculados contendo registros é chamada de blockchain.

Todos os blockchains são bancos de dados, mas nem todos os bancos de dados são blockchains. A diferença entre um banco de dados e blockchain é como eles armazenam dados.

Blockchain vs. banco de dados

Um banco de dados coleta uma grande quantidade de informações e as organiza em um formato tabular para permitir que os usuários modifiquem os dados de maneira fácil e simultânea. Além disso, bancos de dados mais extensos usam servidores com computadores poderosos para armazenar dados massivos e realizar cálculos. Uma empresa ou um indivíduo geralmente possui um banco de dados; portanto, eles controlam e gerenciam seu acesso.

Por outro lado, o blockchain coleta dados em grupos ou blocos com uma capacidade de armazenamento específica. Quando a capacidade de um bloco é preenchida, ele se liga a outro bloco, formando uma corrente. Todos os novos registros após o bloco recém-adicionado subsequente são compilados no novo bloco.

Ao contrário de um banco de dados tradicional, um blockchain não tem um único proprietário; em vez disso, é acessível a todos com permissão. É por isso que também é chamado de sistema descentralizado, pois não há um hub central para controlar o blockchain. Da mesma forma, a tecnologia blockchain é chamada de Distributed Ledger Technology (DLT). É um livro de registros distribuído e permite que os usuários compartilhem dados ou realizem transações ponto a ponto sem autoridade central.

A tecnologia Blockchain foi inventada por uma entidade desconhecida – Satoshi Nakamoto (um indivíduo ou um grupo de indivíduos em 2008) como um livro de transações de bitcoin público. O objetivo é marcar a data e hora de um documento digital e garantir que ninguém possa adulterá-lo. Ajuda a resolver os problemas relacionados a registros duplos e realizar transações seguras de ativos sem envolver um intermediário de terceiros, como governo ou banco.

Essa tecnologia funciona na Internet e compreende diferentes partes, como bancos de dados, computadores ou nós conectados, aplicativos de software e muito mais.

Exemplo: Uma empresa pode alavancar a tecnologia blockchain em sua contabilidade para registrar todas as transações. A escrituração contábil envolve a contabilidade de dupla entrada para transações que podem ser confusas e difíceis de verificar registros por outras partes. Esses registros também são fáceis de adulterar, como editar, excluir ou adicionar um novo registro; portanto, eles podem não ser precisos.

É aqui que a blockchain pode ajudá-los, protegendo as transações com a ajuda da criptografia. Ele oferece uma maneira inviolável de armazenar transações em blocos.

Quais são os componentes do Blockchain?

A arquitetura blockchain compreende várias camadas, como infraestrutura ou hardware, dados, rede como nós, verificação, distribuição de informações e aplicativos. Vamos entender alguns de seus componentes.

Quadra

Como explicado acima, blockchain se refere a uma cadeia de diferentes blocos que contêm dados ou registros. E os dados em cada bloco são baseados no tipo de blockchain. Por exemplo, um blockchain bancário terá blocos contendo informações como número da conta, nome do titular da conta, nome da agência etc.

O primeiro bloco em uma blockchain é conhecido como bloco Genesis, e todos os blocos contêm registros válidos codificados e com hash. Cada bloco possui um hash criptográfico próprio e do bloco anterior na mesma blockchain, ligando-os e formando uma cadeia. Este processo iterativo valida a integridade dos blocos anteriores com assinaturas digitais.

Hash

Um hash é como uma impressão digital única para cada bloco. É um código criado usando uma função matemática que transforma dados digitais em uma longa sequência de letras e números. Este número hexadecimal de 64 dígitos identifica cada bloco e seu conteúdo e, uma vez criado, qualquer modificação no bloco alterará o hash. A tecnologia Blockchain usa o hashing Secure Hash Algorithm (SHA) 256 e é altamente útil para detectar qualquer alteração feita nas transações. Também o torna seguro, pois todos os blocos contêm os hashes do bloco anterior.

Portanto, se um invasor alterar dados em um bloco, seu hash será alterado enquanto o próximo bloco ainda tiver o hash antigo do bloco comprometido. Assim, todos os blocos sucessivos tornam-se inválidos e podem ser facilmente rastreados.

Ativos

Os ativos podem ser tangíveis ou intangíveis. Os ativos tangíveis são itens físicos, como terrenos, casas, equipamentos, etc., enquanto os ativos intangíveis são itens não físicos, como contratos de propriedade intelectual, direitos autorais, patentes, etc. Curiosamente, o dinheiro pode ser tangível e intangível.

Rede Distribuída Peer-to-Peer (P2P)

Cada transação em um blockchain funciona em uma rede peer-to-peer (P2P) distribuída que não possui autoridade central para controlar dados. Ele permite que todos (com acesso) entrem no blockchain, e cada computador adicionado à rede é um nó.

Assim, quando um usuário cria um novo bloco, ele vai para cada usuário na rede, e cada nó deve verificar esse novo bloco para garantir que ninguém o alterou. Quando a verificação estiver concluída, cada nó começa a adicionar o novo bloco diretamente ao seu blockchain.

Todos os nós presentes na rede fazem um consenso, confirmando a validade dos blocos e rejeitando os adulterados.

Tipos de Blockchain

Blockchain é de diferentes tipos, e os usuários aproveitam essa tecnologia para muitos casos de uso, dependendo do tipo. Assim, diferentes tipos de blockchains são:

Blockchains públicos

Blockchains facilitam uma rede descentralizada e aberta de vários computadores que qualquer pessoa pode acessar para solicitar ou verificar a precisão de uma transação. Ele permite que os usuários criem novos blocos, acessem todos os blocos no blockchain e validem os dados.

Como são abertos e precisam de excelente segurança, eles usam conceitos como prova de participação ou prova de trabalho. Os mineradores de blocos que validam as transações são recompensados ​​financeiramente. Blockchains públicos são usados ​​principalmente para mineração e troca de criptomoedas.

Exemplos: blockchains Bitcoin, Litecoin e Ethereum.

Blockchains Privados

Os blockchains privados são centralizados e governados por uma pessoa ou organização que decide quem pode acessar o blockchain, ser adicionado como um nó e verificar os registros. Ao contrário das blockchains públicas, as blockchains privadas não são abertas e oferecem restrições de acesso. Se alguém quiser ingressar em um blockchain privado, deve obter permissão do administrador.

Exemplo: trocas de moeda virtual B2B como Hyperledger.

Blockchains de consórcio

Um grupo de empresas ou organizações governa esses blockchains autorizados em vez de um indivíduo. Eles são mais descentralizados do que um blockchain privado para desfrutar de mais segurança. Permite acesso limitado e os nós presentes determinam o processo de consenso.

Além disso, constitui um nó validador para iniciar, receber e verificar transações enquanto os nós membros têm permissão para iniciar ou aceitar transações. Aqui, os usuários podem transferir ativos digitais de um blockchain para outro com maior eficiência e escalabilidade.

Exemplo: Blockchains de consórcio são usados ​​em pagamentos e serviços bancários, como Quorum e Corda.

Blockchain Híbrido

As blockchains híbridas combinam os atributos de blockchains públicos e privados. Eles podem ser centralizados ou descentralizados e permitem que as organizações configurem um blockchain privado baseado em permissão junto com um blockchain público. Assim, as organizações podem controlar o acesso aos dados no blockchain e quais dados acessar publicamente.

Exemplo: É usado em setores imobiliários e de varejo, como o IBM Food Trust.

Como funciona uma transação Blockchain?

É assim que uma transação típica ocorre em um blockchain:

Etapa 1: solicitação de transação

Primeiro, um indivíduo solicita uma transação envolvendo imóveis, bancos, criptomoedas, registros, contratos, etc.

Etapa 2: distribuição

A transação solicitada é transmitida na rede ponto a ponto por meio de nós localizados em todo o mundo.

Etapa 3: validação

Os nós da rede validam a transação usando algoritmos e resolvendo equações complexas. Se eles acharem a transação legítima, os registros serão inseridos dentro de blocos.

Passo 4: Adicionando blocos ao blockchain

Após a conclusão da transação, o bloco recém-criado é encadeado com o bloco anterior com criptografia e criptografia. Tem um código hash e contém o código hash do bloco anterior. Uma vez que este bloco tenha preenchido seu espaço alocado, o próximo bloco começa a preencher e anexar ao bloco anterior; daí se forma uma longa cadeia de transações. Isso é imutável e transparente para todos no blockchain.

Como o Blockchain garante a segurança das transações?

Blockchain possui várias técnicas para garantir a segurança de uma transação, como criptografia, hashing, prova de trabalho, etc. Algumas das técnicas de segurança são as seguintes:

Imutabilidade

A imutabilidade no blockchain significa que ninguém pode manipular os dados inseridos no blockchain. É porque cada bloco tem um código hash único e outro referenciando o bloco anterior. Os códigos hash criptográficos não são submetidos a engenharia reversa. Caso um dado da transação tenha um erro, você pode inserir um novo registro para correção. Neste caso, mostrará ambos os registros. Assim, não há chance de erros ou dupla entrada.

Estrutura cronológica

Cada bloco em um blockchain é armazenado em ordem cronológica e linear, o que significa que eles sempre são anexados no final de um blockchain. E cada bloco tem um hash e o hash do anterior. Essa moda é seguida em todo o blockchain que pode conter milhares de blocos. Portanto, é um desafio recuar todo o caminho de volta para alterar os registros.

Mesmo que alguém consiga alterar um bloco, terá que fazê-lo para todos os outros blocos, o que exige esforço, recursos, poder computacional e tempo consideráveis. Isso dá aos usuários tempo para verificar o bloqueio e descobrir se ele está comprometido. O custo de tal hack pode ser proibitivo e, na maioria das vezes, infrutífero.

Prova de Trabalho (PoW)

Embora o hash seja uma excelente maneira de mitigar a adulteração, os invasores ainda podem invadir um blockchain usando computadores poderosos para alterar um bloco e recalcular os blocos sucessivos e tornar todo o blockchain válido.

Para neutralizar isso, o blockchain usa Proof of Work, um mecanismo para desacelerar a criação de novos blocos. É uma peça de computação complexa que exige algum esforço para resolver. E também leva mais tempo para resolver o problema do que verificar os resultados. Portanto, calcular a prova de trabalho e adicionar um novo bloco se torna muito mais desafiador do que alterar o bloco e o restante dos blocos depois dele. É assim que a prova de trabalho torna as blockchains seguras.

Muitas vezes, as pessoas confundem PoW e PoS, então elas entendem rapidamente.

Prova de Participação (PoS)

Proof of Stake usa algoritmos criptográficos para validar transações. Por exemplo, na mineração, a validação é feita por um validador selecionado, dependendo do número de moedas que ocupam, que é chamado de participação.

Os usuários tecnicamente não mineram ou são recompensados, mas forjam blocos. Os participantes do processo ganham moedas, e aqueles com mais participação, têm maior poder de mineração. Isso aumenta a chance de serem escolhidos como validadores.

Vantagens e limitações do Blockchain

Vantagens 👍

Os benefícios do blockchain são:

Precisão

Todas as transações são validadas por milhares de nós em uma rede blockchain. É poderoso o suficiente para eliminar erros e fornecer maior precisão de dados. Mesmo que seja cometido um erro, outros computadores podem detectá-lo rapidamente. E se esse erro prevalecer, um mínimo de 51% do total de computadores na rede teria que cometer o mesmo erro, o que é quase impossível, especialmente quando um blockchain massivo como o Bitcoin está envolvido.

Descentralização

Nenhum hub central controla ou gerencia um blockchain; em vez disso, é descentralizado. Isso significa que uma rede de milhares de computadores pode acessá-lo sem uma única pessoa ou organização para governá-lo. Qualquer alteração no blockchain reflete imediatamente em cada nó com permissão na rede.

Eficiência de custos

Blockchain não envolve terceiros para aprovar uma transação junto com seus custos de processamento. Por exemplo, bancos ou processadores de pagamento cobram uma pequena quantia para processar uma transação. Assim, as empresas que realizam transações de pagamento usando a tecnologia blockchain, como o Bitcoin, podem economizar muitos custos.

Velocidade

Os sistemas bancários tradicionais levam muito tempo para processar o pagamento, desde o início até quando o valor é refletido em sua conta. Além disso, as instituições financeiras funcionam apenas durante os horários e dias de expediente especificados. Portanto, pode levar dias para refletir o valor em seu banco finalmente. Por outro lado, blockchain é imparável. Ele está ativo 24/7/365, e as transações podem levar alguns minutos para serem concluídas. Também é altamente benéfico para pagamentos internacionais.

Imutabilidade

Todos os registros são imutáveis ​​ou imutáveis ​​em um blockchain devido ao mecanismo de criptografia confiável, hash criptográfico e encadeamento cronológico de blocos. Portanto, não é possível modificar ou excluir dados.

Segurança

Depois que uma transação é adicionada a um blockchain, milhares de computadores poderosos verificam a autenticidade do registro antes de adicioná-lo a um bloco. A tecnologia Blockchain usa cálculos e algoritmos complexos para validação e atribui um hash exclusivo a cada bloco para identificação.

E mesmo que um invasor altere algo, isso imediatamente se torna visível para todos os nós, que podem identificar o erro e tornar o bloco inválido e os blocos que o seguem. Por isso, oferece um alto nível de segurança.

Transparência

Sem autoridade central, a maioria das blockchains, como as blockchains públicas, são softwares de código aberto. Ele permite que todos acessem o código e os auditores revisem a segurança. Qualquer pessoa na rede pode sugerir atualizações ou alterações e, se a maioria dos usuários concordar, pode ser aceita. Dessa forma, o blockchain oferece maior transparência do que os sistemas tradicionais. Além disso, você também pode permanecer anônimo para proteger sua privacidade.

Limitações 👎

Atividades ilegais

Blockchain atrai muitas atividades e negociações ilegais, apesar de oferecer segurança e privacidade aos usuários. Existem muitos casos de roubo e violações relacionados a moedas e serviços baseados em blockchain.

Preocupações ambientais

As redes Blockchain, como o Bitcoin, consomem muita eletricidade para minerar e validar transações, o que afeta o meio ambiente.

Problemas de escalabilidade

Embora as blockchains sejam mais rápidas que as instituições financeiras tradicionais, a escalabilidade ainda é um problema. Eles são difíceis de escalar globalmente e podem causar ineficiências ao fazê-lo. No entanto, novos desenvolvimentos estão surgindo nos dias de hoje para melhorar a escalabilidade, como a Camada Inovadora 2 (L2) da Ethereum.

No entanto, muitos ainda argumentam que os prós do blockchain ofuscam os contras e, portanto, o blockchain está vendo uma adoção crescente globalmente em várias aplicações e indústrias.

Blockchain vs. Bitcoin

Há muita confusão e equívocos em relação ao blockchain. Muitos confundem blockchain com bitcoin, pensando que são a mesma coisa.

Bem, eles definitivamente não são os mesmos!

Blockchain é uma tecnologia, enquanto bitcoin é uma aplicação de blockchain. Blockchain permite gravação e distribuição de dados, mas não permite edição, tornando-o seguro para Bitcoin e outros serviços FinTech.

Falando sobre Bitcoin, é uma moeda digital (criptomoeda) construída na tecnologia blockchain. É um sistema peer-to-peer sem um terceiro ou órgão governamental e usa blockchain para armazenar um livro de transações (ou pagamentos). Atualmente, a mineração de Bitcoins e a administração de transações são feitas na rede coletivamente.

A maior criptomoeda do mundo, Bitcoin (BTC), tem um livro-razão público e de código aberto. Ele permite que você envie e receba pagamentos em Bitcoin sem nenhum banco envolvido ou pagando taxas a eles.

Usos do Blockchain

Blockchain agora está se espalhando em vários setores da indústria para oferecer a eles os benefícios de segurança, transparência, privacidade e muito mais. As principais empresas que já adotaram blockchain são IBM, Siemens, Walmart e muito mais.

Vejamos alguns dos usos do blockchain.

Criptomoeda

Bitcoin não é a única criptomoeda por aí. Criptomoedas são moedas digitais que usam criptografia forte para armazenar registros de transações com segurança em um livro-razão (blockchain). Uma autoridade central não a emite e seu controle é descentralizado.

Existem muitas outras criptomoedas além do Bitcoin, como Ethereum (ETH), Litecoin (LTC), Namecoin (NME), Dogecoin (DOGE), Ripple (XRP), TRON (TRX) e muito mais.

Contratos inteligentes

Contratos inteligentes são contratos propostos digitais baseados em blockchain. Eles podem ser impostos ou executados sem envolver a interação humana. Elimina a necessidade de um intermediário entre duas partes contratantes; o blockchain cuida disso. Como resultado, oferece automação de transações e reduz atritos entre as partes.

Banca e finanças

Alguns bancos como o UBS estão interessados ​​em implementar blockchain devido à sua velocidade de transação mais rápida e custos reduzidos. Além disso, a tokenização de várias ações está acontecendo e novos serviços financeiros, como Ofertas Iniciais de Moedas (ICOs) e Ofertas de Tokens de Segurança (STOs), também estão surgindo. Esses serviços podem ajudar a tokenizar ativos tangíveis, como imóveis.

Cadeia de mantimentos

Blockchain está sendo implementado em áreas da cadeia de suprimentos, como fornecimento de alimentos, móveis, desenvolvimento de software e mineração de commodities preciosas, como diamantes.

Assistência médica

De acordo com o The Wall Street Journal, a Ernst & Young estava usando blockchain para ajudar governos, companhias aéreas, empregadores e outros a rastrear pessoas imunes ao coronavírus e aquelas que passaram por testes de anticorpos. A China também usou blockchain para acelerar as transações de seguro de saúde.

Outros usos: Blockchain também é usado em videogames como CryptoKitties, comércio de energia P2P, nomes de domínio e verificação de documentos, remessas e produtos.

História do Blockchain

Blockchain é uma tecnologia nova, mas alguns elementos desse conceito já existem há muito tempo. Certos eventos notáveis ​​resultaram na fundação da tecnologia blockchain. Vamos obter uma breve linha do tempo de eventos tão significativos.

2008

• O Bitcoin, que é um sistema de dinheiro eletrônico ponto a ponto, foi publicado por Satoshi Nakamoto.

2009

• Houve uma primeira transação Bitcoin (BTC) bem-sucedida entre Satoshi Nakamoto e o cientista da computação Hal Finney.

2010

• Laszlo Hanycez, um programador da Flórida, concluiu a primeira compra oficial através do uso do Bitcoin. Ele comprou duas Pizzas Papa John’s transferindo 10.000 BTCs no valor de US$ 60 na época. Atualmente, eles valem US $ 438 milhões.
• Atualmente, o valor de mercado oficial do Bitcoin é de US$ 830 bilhões.

2011

• Várias organizações como Wikileaks, Electronic Frontier Foundation e muitas outras começaram a aceitar Bitcoin como doações.

2012

• O desenvolvedor Bitcoin Vitalik Buterin lançou a Bitcoin Magazine.
• No popular programa de televisão ‘The Good Wife’, blockchain e criptomoeda foram mencionados pela primeira vez. Então, esta foi a primeira introdução do blockchain na cultura pop.

2013

• O valor de mercado do Bitcoin ultrapassou US$ 1 bilhão.
• Pela primeira vez, o preço do BTC atingiu mais de US$ 100.
• Vitalik Buterin publicou um artigo chamado “Ethereum Project” para sugerir que pode haver várias outras aplicações de blockchain além do Bitcoin.

2014

• Empresas como Overstock.com, The D Las Vegas Hotel e a famosa empresa de jogos Zynga começaram a aceitar pagamentos através do Bitcoin.
• O PayPal anunciou uma integração de seus sistemas com o Bitcoin.
• Um grupo de mais de 200 empresas de blockchain se uniu como um grupo chamado R3 para encontrar novas maneiras de implementar blockchain em diferentes setores.
• O Projeto Ethereum de Buterin obteve sucesso com financiamento coletivo através da Oferta Inicial de Moedas (ICO) para arrecadar mais de US$ 18 milhões. Este foi o evento mais significativo na história do blockchain, pois abriu novos caminhos para a tecnologia blockchain.

2015

• Existem mais de 100.000 comerciantes aceitando pagamentos através do BTC.
• As empresas de blockchain NASDAQ e San-Fransico se reúnem para testar a tecnologia para negociar ações de empresas privadas.

2016

• A IBM sendo a gigante da tecnologia, anuncia uma estratégia de blockchain para melhores soluções de negócios baseadas em nuvem.
• Blockchain e criptomoeda são legalizados no Japão.

2017

• O preço do BTC atinge mais de US$ 1.000 pela primeira vez.
• O valor de mercado da criptomoeda ultrapassa US$ 150 bilhões.
• O governo de Dubai anunciou que será movido a blockchain até 2020.
• Os preços do BTC atingem seu máximo histórico em US$ 19.783,21.
• Jamie Dimon, CEO do JP Morgan, afirmou que acredita em um futuro com a tecnologia blockchain. Isso deu ao sistema blockchain um voto de confiança de toda a Wall Street.

2018

• Bancos gigantes como Barclays e Citi se inscreveram para a plataforma bancária baseada em blockchain desenvolvida pela IBM.
• O Facebook se comprometeu a iniciar um grupo blockchain e insinuar que existe a possibilidade de a própria criptomoeda do Facebook surgir a qualquer momento no futuro.

2019

• A criação da Bakkt – uma empresa de carteira digital para negociação de criptomoedas, foi anunciada pela New York Stock Exchange (NYSE).
• O presidente da China, Ji Xinping, adotou publicamente a tecnologia blockchain enquanto o Banco Central da China anunciou que estava trabalhando na criação de sua própria criptomoeda.
• O CEO do Twitter & Square, Jack Dorsey, anunciou que contrataria engenheiros de blockchain na Square para trabalhar em alguns planos futuros na indústria de criptomoedas.

2020

• Comprar, vender e manter criptomoedas tornou-se possível no PayPal.
• O “Sand Dollar” se tornou a primeira moeda digital do banco central do mundo lançada pelas Bahamas.
• Até o final de 2020, o Bitcoin conseguiu subir para o nível de US$ 30.000.
• Durante o cenário do COVID-19, a tecnologia blockchain se tornou a mais importante para armazenar informações de pacientes e dados de pesquisa.

Blockchain não é apenas sobre Bitcoin. Embora o Bitcoin tenha sido a razão por trás da imensa popularidade do blockchain nos primeiros anos, agora há muito mais do que isso. Atualmente, existem muitas aplicações da tecnologia blockchain em vários setores.

Conclusão 👩‍🏫

Blockchain é uma tecnologia avançada com alto nível de segurança e transparência. Com o aumento da conscientização sobre blockchain, mais e mais organizações estão adotando-o em todos os setores. Portanto, essa tecnologia provavelmente permanecerá e encontrará muitos outros usos no futuro.

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