Blockchain: Transações financeiras sem bancos e contratos sem cartórios

Utilizando a tecnologia Blockchain para armazenar transações e registros, é possível realizar transações financeiras sem a necessidade de uma organização central, como bancos, para garantir a confiabilidade das transações. Também é possível criar contratos autoexecutáveis independentemente de qualquer situação, sem a necessidade de cartórios.

O que é blockchain

Blockchain surgiu em conjunto com o Bitcoin e ela funciona como um livro-razão que registra todas as transações realizadas com uma criptomoeda. Atualmente existem dezenas de blockchains que funcionam em conjunto com criptomoedas mas também algumas com a possibilidade de usar smart contracts.

Computacionalmente falando, a blockchain é uma lista encadeada de blocos, os quais se ligam entre si por meio da hash do bloco anterior. A hash é um código alfanumérico único que representa todo o bloco, ou seja, qualquer alteração no bloco, a hash muda.

Cada bloco possui um conjunto de transações e um registro do momento exato em que o bloco foi criado. Dessa forma, qualquer alteração no bloco ou nas transações vai alterar a hash, o que torna a rede inválida.

As duas gerações de blockchains

A primeira geração de blockchains surgiu com o Bitcoin. Essa geração é formada por blockchains voltadas às criptomoedas e seu destaque está na solução do problema do gasto duplo.

Já a segunda geração de blockchains surgiu com o Ethereum. Essa geração é formada por blockchains voltadas a smart contracts, os contratos inteligentes autoexecutáveis.

O Gasto Duplo

A digitalização do dinheiro cria um grande problema. Se o dinheiro é digital, nada impede o usuário de gastar o mesmo “dinheiro” em diferentes transações, assim como pode enviar um mesmo arquivo mp3 para diferentes destinatários. Esse problema é conhecido como Gasto Duplo.

O blockchain resolve esse problema registrando os momentos em que a transação e o bloco foram criados. Para criar os blocos, o processo conhecido como mineração de blocos deve ser realizado. Esse processo é a solução de cálculos matemáticos complexos que devem ser resolvidos pelo nó da rede que deseja minerar o bloco.

Existem dois tipos principais de possíveis ataques à rede para tentar realizar o gasto duplo. O primeiro é realizar transações simultâneas para diferentes destinatários e o segundo é alterar o histórico de transações, ou seja, alterar blocos antigos.

Quando ocorrem transações simultâneas, existem dois cenários: se uma transação for registrada antes ou se as transações forem registradas simultaneamente.

Se uma transação for registrada antes, a blockchain vai rejeitar a outra transação. Se as transações forem registradas simultaneamente, será criado uma bifurcação da rede, ou seja, terá duas cadeias de blocos concorrentes e os mineradores passam a validar as cadeias da bifurcação.

A cadeia de blocos com mais blocos será considerada a cadeia de blocos válida. Cada novo bloco criado em uma cadeia é chamado de confirmação e recomenda-se esperar pelo menos seis confirmações para considerar uma transação válida.

Smart contracts

Smart contracs são programas autoexecutáveis implantados em blockchains. As partes do contrato decidem as regras do contrato e as condições para a execução do mesmo, sem a necessidade de uma autoridade, como um cartório, sendo necessário apenas implantar o contrato em uma blockchain.

Porque blockchain e não um banco de dados tradicional

A grande vantagem de se implantar os smart contracts em blockchain e não em banco de dados tradicionais está na imutabilidade dos registros das blockchains e na capacidade do smart contract ser autoexecutável.

• Como não é possível alterar os registros criados na blockchain, uma vez que todas as partes decidem as regras dos contratos e o implantam na rede, não é possível alterar o contrato. Dessa forma, existirá maior confiabilidade de que as regras do contrato vão se manter.
• Como os contratos são autoexecutáveis, uma vez que as partes do contrato decidem as condições para se executar o contrato e implantem o contrato na rede, não é possível alterar as condições e o contrato vai ser executado independentemente de qualquer situação.

Trilema de Vitalik Buterin

Segundo Vitalik Buterin, fundador da Ethereum, existem três características principais relacionadas à tecnologia blockchain: descentralização, escalabilidade e segurança. De acordo com o Trilema de Vitalik, uma blockchain vai possuir sempre apenas duas dessas características sendo a outra característica impactada pelas outras.

Se uma blockchain é muito segura, ela não será descentralizada porque é uma blockchain privada e uma organização exerce um alto controle para garantir a segurança, ou não será escalável porque utiliza um algoritmo de consenso excessivamente robusto com alto custo computacional.

O Bitcoin é um exemplo de uma blockchain pouco escalável e muito segura. Sua falta de escalabilidade é devido ao seu alto custo energético. Segundo um artigo da BBC, o Bitcoin consome mais energia do que toda a Argentina. Tanto a sua segurança e o seu excessivo custo computacional está ligado ao mesmo fator, o seu algoritmo de consenso Proof-of-Work.

O mesmo ocorre com as outras características. Se uma blockchain é muito escalável, ou ela é pouco segura ou pouco descentralizada e, se a blockchain é muito descentralizada, ou ela é pouco segura ou pouco escalável.

Algoritmos de Consenso

Os algoritmos de consenso são o mecanismo utilizado pela blockchain para validar as transações/registros na rede. Existem diferentes algoritmos com suas vantagens e desvantagens, mas os principais algoritmos são o Proof-of-Work e o Proof-of-Stake.

Proof-of-Work

O algoritmo Proof-of-Work (PoW) foi o primeiro algoritmo desenvolvido e ele surgiu junto com o Bitcoin. No PoW, a validação dos registros é feita por meio da solução de cálculos matemáticos complexos, conhecida como mineração de blocos.

O PoW é seguro por dois fatores:

• A mineração dos blocos é algo complexo e custoso computacionalmente;
• Para realizar qualquer fraude à rede, todos os blocos posteriores cronologicamente ao bloco da transação fraudada devem ser alterados para atualizar a hash do bloco anterior. Além dessa alteração em cascata ser algo custoso computacionalmente, como a blockchain é pública, a rede pode criar uma bifurcação da blockchain com transações válidas e ignorar as transações inválidas.

Esses dois fatores tornam computacionalmente inviável qualquer fraude à rede porque qualquer ganho vai ser menor do que o ônus da ação.

A grande vantagem desse algoritmo é a sua alta segurança e a grande desvantagem é o alto custo computacional para o seu funcionamento, o que torna ele menos escalável.

Proof-of-Stake

O algoritmo Proof-of-Stake (PoS) surgiu como uma alternativa menos custosa computacionalmente ao PoW.

No PoS, o nó da rede que deseja ser escolhido como minerador deve apostar uma parte de suas moedas para aumentar a sua chance de ser escolhido como minerador. Além da quantidade de moedas apostadas, outros fatores aumentam a chance do nó ser escolhido como minerador: como a idade da moeda apostada e uma escolha randômica.

A grande vantagem desse algoritmo é o menor custo computacional para o funcionamento do algoritmo, mas a desvantagem é o algoritmo ser menos seguro se comparado com o PoW.

Onde não usar a tecnologia

A blockchain é uma boa solução para alguns casos de uso, mas não é uma boa solução para outras situações.

Como pode ser visto neste artigo, recentemente a Bolsa de Valores da Austrália encerrou um projeto de implementar um sistema de compensação utilizando blockchain. A decisão da bolsa de valores australiana se baseou na alta latência e no baixo poder de escalabilidade de um sistema desse implementado com blockchain.

Conclusão – Blockchain

A blockchain é uma tecnologia revolucionária. Porém, os casos de uso devem ser analisados e verificados as vantagens e desvantagens da tecnologia. A blockchain é uma boa solução para o armazenamento seguro de registros ou para automatizar a execução de contratos em determinadas condições, mas não é uma boa solução para o registro rápido de transações.

Deve-se considerar também o tipo de blockchains, se os dados devem se manter privados as blockchains privadas devem ser utilizadas e não as blockchains públicas. Além disso, deve-se considerar também os algoritmos de consenso, se deseja uma blockchain realmente escalável, deve-se utilizar o PoS, mas, se deseja uma blockchain com segurança máxima, use o PoW.

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