Tudo o que precisas de saber sobre a arquitetura Blockchain

A cadeia de blocos é agora uma tendência e ganhou adoção em massa. Mas o que é e como funciona? Descobre tudo o que precisas de saber sobre este sistema, tipos e componentes acessíveis.

O que é?

É bastante óbvio, mas é uma base de dados que armazena blocos de dados cifrados e depois encadeia-os. Este sistema foi publicado há 30 anos por uma equipa de especialistas e foi concebido para marcar a data e a hora dos documentos digitais, pelo que qualquer pessoa é capaz de os antedatar ou editar.

No entanto, a tecnologia de cadeia de blocos não foi utilizada até ser adoptada há mais de dez anos para lançar a maior moeda virtual chamada BTC.

Trata-se de um livro-razão distribuído que é totalmente acessível a todas as partes. É importante notar que, uma vez que a informação é integrada numa cadeia de blocos, os membros não são capazes de a editar. Vamos falar de blocos e da forma como funcionam.

Cada bloco de uma cadeia de blocos contém uma informação, o hash do próprio bloco e o hash da unidade anterior. Os dados mantidos num bloco dependem do tipo de cadeia de blocos. Por exemplo, um sistema amplamente difundido e proeminente é a cadeia de blocos Bitcoin e a arquitetura da cadeia de blocos Bitcoin. Acumula todas as informações sobre os clientes de uma transferência e o número de activos.

Cada bloco também tem um hash, que é único. Um hash identifica o bloco e todo o seu conteúdo e está sempre “pendente”, tal como uma marca de dedo. Quando um bloco é criado, o seu hash é calculado. Editar qualquer coisa dentro do bloco fará com que o hash varie. Assim, se o hash de um bloco mudar, já não é o mesmo elemento.

O terceiro elemento dentro de cada bloco é o hash da unidade anterior. Isto cria efetivamente uma cadeia de blocos, e é esta técnica que torna a cadeia de blocos tão segura e sólida.

Assim, se mudares um único bloco, todos os blocos seguintes serão danificados e ficarão ineficazes. Mas a utilização de hashes não é suficiente para evitar as contrafacções. A tecnologia de ponta pode calcular uma enorme quantidade de hashes por segundo. Isto significa que podes efetivamente adulterar um bloco e recalcular todos os hashes de outros blocos para tornar a tua cadeia de blocos novamente válida.

As cadeias de blocos implementam a prova de trabalho para abrandar o desenvolvimento de novos blocos. No caso da cadeia de blocos Bitcoin, demora cerca de dez minutos a calcular a prova de trabalho necessária e a integrar um novo bloco na cadeia. Este mecanismo torna falsa a adulteração de blocos porque, se editares um bloco, terás de recalcular a prova de trabalho de todos os blocos seguintes.

A segurança do sistema e da arquitetura da cadeia de blocos depende da utilização criativa do hashing e dos mecanismos de prova de trabalho. Além disso, espalha-se.

Em vez de ter uma única entidade para monitorizar a cadeia, uma cadeia de blocos utiliza uma rede P2P em que qualquer pessoa pode entrar (assumindo que a cadeia de blocos é pública). Quando alguém se junta a esta rede blockchain, obtém uma cópia completa do sistema. Este nó pode então usar a cópia da blockchain para se certificar de que tudo está correto.

Agora vamos ver se um novo bloco pode ser integrado num sistema de cadeia de blocos. Esse novo bloco é enviado a todos os nós da rede. Em seguida, cada nó verifica o bloco para se certificar de que não é falso. Assim que foi confirmado, cada nó levou este bloco para a sua própria estrutura de blockchain. Os nós da rede acabam por chegar a um consenso: chegam a um acordo sobre quais as unidades activas e não activas.

Os blocos que foram alterados serão excluídos por outros nós no sistema blockchain. Não poderás alterá-lo porque terás de controlar mais de metade da rede blockchain.

Em que é que consiste?

Uma cadeia de blocos é um livro ou registo financeiro aberto no qual todas as transacções são comprovadas e autorizadas. Uma blockchain é desenvolvida como uma rede descentralizada de milhões de máquinas electrónicas, normalmente designadas por nós. Trata-se de uma arquitetura de base de dados alargada em que cada parte desempenha o papel de um administrador de rede que entra voluntariamente no ecossistema. Não existem dados consolidados e são constantemente revistos pelos utilizadores. Por isso, é improvável que sejas invadido.

A arquitetura da cadeia de blocos suporta uma gama crescente de registos ordenados, conhecidos como blocos. Cada bloco tem um registo de data e hora e está ligado ao elemento anterior.

Componentes de uma arquitetura blockchain

Eis os principais componentes de uma arquitetura de cadeia de blocos:

Nó – uma máquina eletrónica em toda a arquitetura da cadeia de blocos (cada nó tem uma cópia autónoma de todo o livro de registos da cadeia de blocos)

Bloco – Um compartimento de dados selado que contém:

• o código hash da unidade anterior na fila de blocos
• um código hash nativo que reconhece o bloco
• um conjunto de transacções com carimbo de data e hora

Transação – Um registo de dados verificado pelos participantes que serve como uma confirmação quase imutável da autenticidade de uma transação financeira ou de um contrato inteligente

Mineradores – Nós que validam os blocos antes de os adicionar ao sistema blockchain

Cadeia – Uma ordem de unidades conhecidas como blocos

Consenso (protocolo) – um conjunto de regulamentos e acordos para a execução de transacções em cadeia de blocos.

Tipos

Privado

Uma arquitetura de cadeia de blocos privada permite que apenas um determinado grupo de membros (organizações ou pessoas) aceda aos materiais. Essas arquitecturas de cadeias de blocos são construídas por empresas com o objetivo de aumentar o benefício ou a eficiência global. A sua fiabilidade é garantida pelos objectivos comuns dos participantes e pelos algoritmos de consenso Proof of Stake (PoS) e Byzantine Fault Tolerance (BFT).

Uma arquitetura de cadeia de blocos privada separa o protocolo principal da cadeia de blocos da camada de contratos inteligentes. Utilizando uma cadeia de blocos privada, podes abrir uma área de transação programável conhecida como contrato inteligente, bem como mercados online.

Público

Uma arquitetura de cadeia de blocos pública funciona com base em algoritmos de consenso de prova de trabalho (PoW) e utiliza protocolos adequados. Uma cadeia de blocos pública não necessita de qualquer autorização, uma vez que é de código aberto. Podes definir novos blocos com o seu estado atual, uma vez que se trata de um código aberto. Também podes descarregar o código de uma cadeia de blocos e verificar as transacções na rede.

Isto torna as transacções possíveis em todo o ecossistema. Uma arquitetura de cadeia de blocos pública permite operações transparentes mas não divulgadas ou pseudónimas. As cadeias de blocos Ethereum, Bitcoin e Litecoin são públicas.

Consórcio

E, por último, mas não menos importante, uma arquitetura de consórcio de cadeias de blocos. Neste tipo de arquitetura de cadeia de blocos, qualquer participante pode juntar-se a ela e visualizá-la, mas só é possível alterar ou acrescentar informações com a autorização de outras partes. Estas cadeias de blocos são utilizadas pelas empresas para fidelizar os seus clientes. É fiável devido à presença de confiança entre os utilizadores e aos mesmos algoritmos de consenso PoS e BFT.

Dependendo do tipo de estrutura da blockchain e do seu contexto, este ecossistema pode ser mais centralizado ou descentralizado. Isto só diz respeito à conceção da arquitetura da cadeia de blocos e a quem gere o livro-razão da cadeia de blocos. Uma blockchain privada é centralizada, uma vez que é gerida por uma equipa com elevada privacidade. Pelo contrário, uma versão pública é aberta e difundida.

Numa cadeia de blocos pública, todos os registos estão acessíveis a todos e qualquer pessoa pode participar nela. Mas este tipo de cadeia de blocos é menos eficiente, uma vez que é necessário um período de tempo significativo para que cada novo registo seja aceite na arquitetura da cadeia de blocos.

No que diz respeito ao seu desempenho e ao tempo necessário para processar cada operação numa cadeia de blocos pública, também não é amigo do ambiente. O maior poder de processamento é obrigatório em comparação com a arquitetura da cadeia de blocos.

Prós

Confiança

O processo de transação tradicional tem um terceiro participante, como uma instituição bancária, uma plataforma de pagamento ou um cartão bancário. Por isso, cobra uma comissão adicional para processar cada transação. A principal vantagem da tecnologia Blockchain é que todas as transacções efectuadas são públicas. O custo global também é reduzido e oferece aos consumidores uma comissão muito baixa.

Os nós da rede distribuída da tecnologia blockchain verificam todas as fases da transação e substituem a necessidade de interposição de terceiros. O processo em que os mineiros verificam constantemente todos os tipos de transacções 24 horas por dia, 7 dias por semana, é chamado de mineração.

Assim, a tecnologia blockchain nunca deixa de monitorizar os aspectos da transação e é quase impenetrável à fraude. A exclusão dos intermediários reduzirá os riscos de dependência de uma única empresa e diminuirá também os custos.

Pagamentos instantâneos a custos reduzidos

As transferências efectuadas através da cadeia de blocos são rápidas, mas com um custo global reduzido. Os processos tradicionais das fases de transação, que exigem muito papel, são facilmente substituídos pela manutenção de registos únicos da cadeia de blocos. Consegue-o bem com relações de confiança, mesmo sem a interferência de terceiros.

Não há lugar para papelada, e as transacções são processadas sem problemas e quase sem falhas. Os activos virtuais ajudam a racionalizar os processos mais rapidamente e a preços muito baixos.

Estável

Uma das principais vantagens é a sua estabilidade. As empresas podem contar com estes sistemas que têm maior retenção nos seus serviços. Assim que os dados são descarregados no livro digital, não tens qualquer possibilidade de os excluir ou editar. Por isso, pode ser uma óptima solução para uma plataforma.

Todos os detalhes guardados numa cadeia de blocos são transparentes e acessíveis a todos os participantes. A precisão e o ecossistema sem papel permitem uma maior transparência em todo o processo de transação. Também é fácil acompanhar as transferências efectuadas antecipadamente.

Não é necessário criar vários livros de registo para diferentes membros. Um único livro de registo estável da cadeia de blocos é emitido entre os membros com menos actividades fraudulentas.

Não há lugar para o controlo total

A tecnologia Blockchain pode controlar mais eficazmente os principais serviços geridos pelas autoridades existentes. Pode criar, manter e processar dados sobre cada operação em qualquer momento.

As autoridades financeiras, tal como as autoridades, não têm qualquer controlo sobre as criptomoedas. E a principal razão para isso é a tecnologia blockchain. Como sabemos, a intervenção das autoridades levou muitas vezes ao colapso da moeda fiduciária, causando inflação ou hiperinflação devido à emissão de demasiadas moedas fiduciárias num curto espaço de tempo.

Como a cadeia de blocos não tem um governo central, as autoridades de diferentes países não têm qualquer hipótese de a controlar ou de influenciar os activos criptográficos.

Segurança melhorada e maior desempenho

Como já foi referido, o processo da cadeia de blocos é mais rápido e fiável do que as manipulações tradicionais. Além disso, não há intervenção de terceiros, o que permite uma maior eficácia. Este sistema permitirá que os clientes usufruam de fundos e de processos de transação que poupam tempo.

As pessoas dependerão das cadeias de blocos para não dependerem de uma única empresa para todo o seu processo. Quando uma transação é reivindicada, o sistema difunde a informação para um vasto conjunto de redes abertas em vez de um único local como no sistema tradicional de efetuar transacções. Isto pode evitar actividades ilícitas e cibercrimes.

Contras

Infelizmente, a cadeia de blocos tem vários contras. Tal como referido na última investigação, existem alguns tipos de ataques que ocorrem atualmente na indústria. Deves estar ciente destas questões, e aqui estão elas.

Problemas com a chave privada

Os endereços são constituídos por chaves privadas individuais. Isto significa que cada participante tem a sua chave privada para efetuar estas transacções. A encriptação está ligada à cadeia de blocos de chave pública e aos seus processos. Este endereço de chave pública é partilhado com indivíduos que recebem acesso através das suas chaves privadas.

Se a pessoa perder a sua chave privada, o processo torna-se um fracasso. Não podem fazer nada para poupar o seu dinheiro ou para continuar os procedimentos de transação.

Não é 100% seguro

Todos sabemos que a cadeia de blocos oferece a máxima fiabilidade e segurança aos seus consumidores. Mas é importante notar que não está totalmente protegido e que continua a sofrer ataques frequentes.

É tão crucial que os autores de fraudes podem piratear e assumir o controlo do sistema. A ameaça à segurança é agravada pela natureza latente deste sistema bitcoin. O anonimato é bem-vindo, mas identificar os burlões que tentam efetuar transacções ilícitas é bastante difícil, e é um ponto fraco da tecnologia blockchain.

Problemas de escalabilidade

Especialistas em TI e outros participantes da esfera observam que o BTC é a melhor moeda para escolher. É por isso que a tecnologia blockchain merece atenção. Mas devemos salientar que processa apenas sete operações numa questão de segundos.

Relativamente aos problemas de escalabilidade, é fundamental referir que o número de transacções em cada nó é limitado. Assim, por vezes, os consumidores enfrentam problemas e têm de esperar para concluir as suas transacções.

Se tivermos em conta a velocidade de transação da cadeia de blocos, alargar o leque de participantes activos é uma má ideia. Os procedimentos bancários normais são rápidos e mais escaláveis em comparação com a cadeia de blocos.

Extremamente volátil

As altcoins que são utilizadas na tecnologia blockchain são voláteis. Por exemplo, o passeio selvagem do BTC. O seu preço muda a cada minuto.

Uma das razões por trás dessas grandes flutuações de preços é que os ativos, assim como a tecnologia de blockchain descentralizada, são novatos no segmento financeiro. Isto significa que as empresas, as autoridades e outros grupos têm a possibilidade de influenciar os preços e causar grandes flutuações. Estas subidas e descidas de preços suscitam preocupações entre os potenciais investidores. Por isso, é difícil para eles começarem a usar BTC ou qualquer outra altcoin.

É difícil de modificar

Na tecnologia blockchain, é difícil adicionar ou modificar detalhes assim que são registados. Também pode ser considerada uma desvantagem. O problema é que tens de alterar e reescrever códigos para modificar dados. Por isso, este processo consome muito tempo.

Mas é fundamental dizer que um sistema estável não é tão bom como se pretende. Assim, os registos irreversíveis e os processos de modificação complicados, que são as principais características da tecnologia de cadeia de blocos, podem ter um impacto negativo no serviço.