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Um pouco da tecnologia por trás do Bitcoin

Um pouco da tecnologia por trás do Bitcoin

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Afinal de contas, por que vemos tanta gente falando de Bitcoin? Seja no ramo de investimentos ou de desenvolvimento, dificilmente você vai encontrar alguém que nunca ouviu falar sobre essa nova moeda. Mas o que esse tal de Bitcoin tem de tão diferente? Como funciona por debaixo dos panos? Por que ela é diferente de outras moedas? Neste post vou falar um pouco sobre como é a tecnologia, explicando seu funcionamento. Nos posts futuros vamos entrar em termos mais técnicos e ensinar como criar sua própria criptomoeda, como fazer validação de documentos em blockchain, entre outros.

Bitcoin nasceu juntamente com a tecnologia Blockchain, sendo iniciados como conceito em 2008 e implementado em 2009. O artigo que deu início ao Bitcoin você pode conferir aqui: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf. A moeda nasceu da necessidade de se permitir transações comerciais na internet sem a necessidade de um terceiro de confiança para intermediar a transação. Essa necessidade de um terceiro gera custos e burocracia nas transações, o que poderia tornar inviáveis transações pequenas e ainda exigir do comprador diversas informações, como nome e documento, para validar a transação. Da mesma forma como vemos hoje quando vamos abrir uma conta no banco ou solicitar um cartão de crédito, por exemplo. 

O problema do Gasto Duplo

Por que, então, não criar um sistema onde os próprios usuários possam controlar as transações gerando registros para as moedas que utilizarem? Isso com certeza resolveria o problema de não precisar de um terceiro, mas gera um novo problema, conhecido como Double Spending, ou Gasto Duplo em português, onde um usuário pode usar uma mesma moeda mais de uma vez. Para exemplificar, imagine um sistema com 3 usuários, “A”,”B” e “C”. A possui 1 moeda e “B” e “C” possuem 0. 

Estado inicial do sistema

“A” transfere sua única moeda para “B” sem avisar o restante dos usuários, nem mesmo “C”. Para “B” então “A” possui 0 moedas e “B” possui 1, mas para “C”, “A” continua com 1 moeda e “B” com 0.

Estado na visão de B após transferência de A, para C o sistema continua no estado inicial

A pode então fazer uma nova transferência de 1 moeda para “C” sem avisar “B”, e “C” vai aceitar essa moeda e aceitar a transação.

Estado na visão de C após transferência de A para C

Percebe então como “A” usou a mesma moeda para enviar para “B” e para “C”? 

Estado final juntando as visões de B e C

No mundo físico isso não é possível, mas no mundo digital sim, pois podemos copiar e replicar facilmente informações digitais. O usuário “A” gerou então um problema onde o mesmo ativo foi usado mais de uma vez. 

Como resolver?

É necessário, então, que todos da rede tenham conhecimento de todos os ativos presentes, uma espécie de livro-razão público e compartilhado. Ao solicitar uma transação a mesma é compartilhada por todos os computadores que fazem parte da rede, chamados de “nós”. É gerado um bloco de transações que será validado,  verificando se as transações do bloco podem ou não serem realizadas. Ao aceitar o bloco, é gerado um hash para o mesmo, que é inserido na rede e fica gravado em todos os nós.

Representação dos blocos de transação, extraído de https://bitcoin.org/bitcoin.pdf

A informação da rede, então, é composta por blocos de transações encadeados, onde cada bloco contém seu conteúdo mais uma impressão digital do anterior. A tecnologia não permite a edição de blocos antigos, somente o inclusão de novos, o que faz com que os registros antigos sejam imutáveis.

E quem valida essas transações na rede? Podemos dividir os nós da rede em dois tipos, nós que vão utilizar a rede para gerar as transações e enviá-las, hoje compostos por carteiras e exchanges, e nós mineradores, que são os nós que vão verificar se o bloco é valido. Mas o que os nós mineradores ganham? Eles validam os blocos de graça? Não. Ao realizar a validação, os nós mineradores realizam um algoritmo de consenso de prova de trabalho. Nesse algoritmo devem resolver problemas matemáticos para gerar e assegurar a validade do hash do bloco. O nó que resolver corretamente recebe uma quantidade pré-definida de Bitcoins como recompensa. Essa quantidade recebida diminui com o passar do tempo e você pode acompanhar a quantidade e tempo para diminuir novamente aqui: https://www.bitcoinblockhalf.com/ . 

Quanto mais poder computacional um nó tem, mais fácil vai ser para realizar a validação e maior será a probabilidade de obter um hash válido e minerar os bitcoins. Por isso, diversas comunidades se unem para criar os chamados “pools de mineração”, juntando o poder computacional de diversos computadores para gerar um hash válido, e ao conseguir gerar esse hash, o prêmio é divido entre os mineradores. Caso deseje saber mais as pools mais famosas, acesso o link abaixo onde as mesmas poderão ser encontradas:

https://www.buybitcoinworldwide.com/mining/pools/.

Nos primeiros anos do Bitcoin era possível minerar usando seu computador pessoal, mas com o passar do tempo isso passou a ser inviável, diversos hardwares foram criados com a finalidade específica de minerar bitcoins, e empresas montaram fazendas de mineração com diversas máquinas minerando em conjunto. Esse é, inclusive, um dos maiores problemas questionados sobre a tecnologia. Seu elevado gasto energético para validação fez com que a rede ultrapassasse os gastos de mais de 159 países, chegando a 0,13% de todo o gasto de energia global segundo a site power compare : https://powercompare.co.uk/bitcoin/ 

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Futuro da tecnologia

Apesar dos problemas, Bitcoin, juntamente com a tecnologia Blockchain, foram uma quebra de paradigma na forma de se realizar transações financeiras, o que alertou e preocupou diversas instituições financeiras, e que hoje tem usado ou, pelo menos, testado a tecnologia Blockchain no seu negócio.

 Desde sua criação em 2009, a tecnologia Blockchain já evoluiu muito, novos casos de uso foram implementados, novos algoritmos foram criados e melhorados, e até mesmo a rede Bitcoin foi otimizada. Desde então, foram criadas diversas plataformas em cima do Blockchain, desde redes públicas, como o Ethereum, a redes privadas como o Hyperledger. Em posts futuros, vamos explicar melhor sobre as mesmas e ensinar a usá-las. Fiquem ligados! 🙂

Vitor Quaresma

Engenheiro de Computação Arquiteto de Software Empreendedor

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