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Tecnologia Blockchain: Do Surgimento à Revolução

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Geraldo Manuel

Publicado em

A tecnologia blockchain, ou “cadeia de blocos“, representa um avanço significativo no campo do registro digital, pautando-se na descentralização como sua principal característica de segurança. Trata-se de um sistema de registro e armazenamento de informações que opera de maneira distribuída e colaborativa, com o objetivo de estabelecer um índice universal para todas as atividades transacionais dentro de um mercado específico. Semelhante a um livro-contábil, mas operando de maneira aberta, coletiva e global, a blockchain facilita a validação de transações e a construção de confiança sem a necessidade de intermediários, promovendo a interação direta entre as partes envolvidas. Com sua estrutura em constante expansão, novos registros são continuamente adicionados em sequência linear e temporal. Cada participante da rede, ou “nó”, que consiste em qualquer computador integrado ao sistema, recebe uma cópia atualizada da blockchain, que contém detalhes completos sobre transações e saldos desde o primeiro registro até o mais recente.

Este mecanismo não só consolidou sua posição como a base fundamental do bitcoin, mas também impulsionou a criação de novas criptomoedas e modelos de bancos de dados distribuídos, demonstrando seu potencial revolucionário na era digital.

O Caminho da Tecnologia Blockchain

A gênese da tecnologia de blockchain remonta a 1991, quando Stuart Haber e W. Scott Stornetta propuseram pela primeira vez a ideia de uma sequência de blocos protegidos criptograficamente para salvaguardar a integridade dos registros documentais, impedindo alterações ou adulterações retroativas. Ampliando a capacidade do sistema, em 1992, a inclusão das árvores de Merkle por Bayer, Haber e Stornetta otimizou o processo, possibilitando a agregação de múltiplos documentos em um único bloco.

Embora tenham estabelecido os fundamentos teóricos da Blockchain no início dos anos 90, a primeira aplicação prática da tecnologia só veio à luz com o advento do Bitcoin, em 2008. O lançamento do Bitcoin, acompanhado pelo artigo seminal “Bitcoin: Um Sistema de Dinheiro Eletrônico Peer-to-Peer” por um indivíduo ou grupo sob o pseudônimo Satoshi Nakamoto, marcou o início da era das criptomoedas. Nakamoto, cuja verdadeira identidade permanece um mistério, introduziu o mundo à execução da primeira blockchain operacional e, em 2009, minerou os primeiros blocos de Bitcoin, inaugurando a rede.

Satoshi Nakamoto, marcou o início da era das criptomoedas

Apesar da retirada de Nakamoto da cena pública em 2011, a rede Bitcoin e a tecnologia subjacente da blockchain prosseguiram em sua evolução, impulsionadas pela dedicação da comunidade de desenvolvedores. Dentre os marcos subsequentes, destaca-se a bifurcação que originou o Bitcoin Cash, evidenciando a adaptabilidade e a robustez do sistema.

Além das Criptomoedas

O interesse em blockchain transcendeu o âmbito das criptomoedas, atraindo a atenção de instituições financeiras, corporações e entidades governamentais, dada sua potencialidade para revolucionar diversos setores. Com o passar dos anos, o conceito original foi aprimorado e expandido, culminando na emergência do termo “Blockchain 2.0” em 2014, para descrever aplicações inovadoras da tecnologia, como os contratos inteligentes e as Organizações Autônomas Descentralizadas (DAO), particularmente em plataformas como o Ethereum.

Em 2015, o reconhecimento da segunda geração da blockchain pelo jornal The Economist, destacando o Ethereum, sublinhou a capacidade da tecnologia de possibilitar a execução de contratos complexos e a formação de DAOs. Já em 2016, a expectativa de investimentos da ordem de um bilhão de dólares em blockchain sinalizou o crescente interesse financeiro na tecnologia.

Além disso, o desenvolvimento de conceitos como a sidechain reflete a busca contínua por soluções que permitam a interação e a integração entre diversas blockchains, preparando o terreno para uma expansão ainda maior do ecossistema blockchain. Esse panorama evidencia a transformação contínua da tecnologia, prometendo novas fronteiras de aplicação e inovação.

Conceituação da Tecnologia Blockchain

Blockchain representa uma forma de banco de dados distribuído que mantém um registro imutável e seguro de transações. Essa tecnologia se estrutura em dois elementos fundamentais: as transações e os blocos.

Cada bloco na blockchain atua como repositório para um conjunto de transações recentes que, uma vez validadas, armazenam-se permanentemente na cadeia. Ao finalizar um bloco, outro inicia-se imediatamente, criando uma sequência contínua de blocos interligados. Esta sequência forma uma cadeia contínua e crescente, onde cada novo bloco inclui uma referência ao seu predecessor, garantindo a integridade e a cronologia de todas as transações registradas.

A Revolução Blockchain: Muito Além do Bitcoin

Arquitetura de Compartilhamento Peer-to-Peer (P2P)

No cerne da inovação da blockchain está a arquitetura peer-to-peer (P2P), um sistema que permite a distribuição e compartilhamento de recursos entre participantes igualitários na rede, conhecidos como pares ou nós. Essa configuração garante que cada computador ou usuário funcione tanto como fornecedor quanto como receptor de recursos, formando uma robusta rede P2P de nós sem a necessidade de uma autoridade central.

Essencialmente, a blockchain opera como uma vasta rede de computadores interconectados, onde cada um serve como um nó vital na disseminação de informações. As mensagens inseridas na rede são criptografadas, assegurando privacidade e segurança, além de permitir apenas a verificação de sua autenticidade, sem revelar a identidade do emissor.

 Peer-to-Peer na tecnologia blockchain

Tecnologia Blockchain: Estrutura Descentralizada e Distribuída

A característica descentralizada da blockchain elimina pontos únicos de falha, reforçando a resiliência do sistema. Se um nó se desconecta, a informação permanece preservada nos demais nós, que detêm cópias exatas dos dados compartilhados. Da mesma forma, novos nós são rapidamente integrados, recebendo dados atualizados dos nós preexistentes.

Construção da Cadeia: Blocos e Transações

A fundação da blockchain se inicia com o bloco gênese, que estabelece as normas iniciais do sistema.

A partir dele, forma-se uma sequência de blocos que contêm informações ou transações, dando origem ao termo “cadeia de blocos”. Registra-se cada transação adicionada em um bloco que, ao atingir sua capacidade, fecha-se e sela-se criptograficamente com um “hash“. Esse hash não só valida o bloco mas também o conecta ao seu predecessor, formando uma corrente contínua e segura de informações.

Algoritmos de Consenso: A Coluna Vertebral da Confiança

O coração da blockchain é o algoritmo de consenso, que garante a integridade e a veracidade das informações inseridas. Este mecanismo assegura que novos dados só sejam aceitos na cadeia se estiverem em conformidade com regras pré-estabelecidas, promovendo um ambiente de confiança mútua entre os usuários sem a necessidade de um intermediário.

Dentre os diversos algoritmos de consenso, destacam-se:

Prova de Trabalho (PoW):

Uma competição que prioriza os nós com maior capacidade de processamento, incentivando a “mineração” de novos blocos mediante a resolução de desafios computacionais complexos.

Prova de Participação (PoS):

A criação de novos blocos é influenciada pela quantidade de ativos digitais que um usuário possui, favorecendo a participação direta na validação das transações.

Prova de Participação Delegada (DPoS):

Uma variação do PoS onde os usuários votam em delegados responsáveis pela validação dos blocos, otimizando a eficiência e a governança da rede.

As Múltiplas Vantagens da Tecnologia Blockchain

A tecnologia blockchain oferece uma série de vantagens revolucionárias, incluindo a possibilidade de realizar trocas diretas entre duas partes sem a necessidade de intermediários, o que diminui ou até elimina os riscos associados à contraparte. Os usuários ganham total controle sobre suas informações e transações, beneficiando-se de dados de alta qualidade que são completos, consistentes, cronologicamente marcados e exatos.

A natureza descentralizada da blockchain aumenta sua durabilidade, confiabilidade e resistência contra ataques maliciosos, garantindo que as transações sejam executadas conforme o estabelecido pelo protocolo, sem a intervenção de terceiros. Este sistema promove uma transparência sem precedentes, onde alterações são visíveis para todos e as transações se tornam imutáveis, impossíveis de serem modificadas ou excluídas. Além disso, a unificação das transações em um único registro público simplifica o ecossistema, eliminando a confusão causada por múltiplos registros. Processam-se as transações rapidamente, em questão de minutos, estando disponíveis a qualquer hora e todos os dias, o que reduz os custos ao eliminar intermediários. Além disso, o caráter digital da tecnologia permite converter praticamente qualquer item ou documento em código para armazenar ou referenciar no registro, abrindo um vasto leque de aplicações potenciais, muitas ainda por explorar.

Fortalezas Inquebráveis: Entendendo a Segurança Multicamada da Blockchain

Segurança da tecnologia blockchain

A segurança na blockchain é implementada através de várias camadas de proteção. Inicialmente, cada bloco é sequencialmente adicionado ao fim da cadeia, formando uma estrutura ordenada e imutável. Por exemplo, na blockchain do Bitcoin, cada bloco é identificado por uma “altura” específica, que, até novembro de 2020, chegou a 656.197 blocos.

Alterar informações em um bloco já existente na cadeia é extremamente desafiador devido ao mecanismo de consenso necessário. Cada bloco não só contém um hash único gerado por uma função matemática, que transforma dados digitais em uma combinação única de números e letras, mas também o hash do bloco anterior, além de um carimbo de data/hora. Qualquer tentativa de modificar os dados alteraria imediatamente o hash do bloco, destacando a alteração.

Para um invasor tentar manipular o blockchain e extrair Bitcoin ilegalmente, seria necessário alterar não apenas um único bloco, mas também todos os blocos subsequentes em todas as cópias da cadeia, um feito praticamente impossível devido à distribuição e verificação contínua entre todos os participantes. Isso faz com que a blockchain, por sua natureza descentralizada e estrutura de dados interligada, ofereça um nível de segurança e integridade sem precedentes, onde tentativas de fraude são facilmente identificadas e isoladas pela comunidade.

Aplicações Blockchain Original

Tecnologia Blockchain: Web3

Com a crescente discussão e aprovação de leis voltadas para a censura e proteção de dados online, como a LGPD no Brasil, GDPR na União Europeia e CCPA na Califórnia, EUA, surge a Web3 como uma proposta de internet descentralizada baseada em tecnologia Blockchain. Essa nova fase da internet busca assegurar o anonimato e a privacidade dos usuários, movendo-se para além dos servidores centralizados tradicionais e permitindo a autenticação de usuários sem o armazenamento de dados pessoais. A Web3, com seu modelo descentralizado, promete reduzir as interrupções de serviço, apresentando uma alternativa robusta para aplicações críticas. Contudo, enfrenta críticas quanto à sua implementação e eficácia. Personalidades como Moxie Marlinspike apontam para a persistência de centralizações dentro da Web3, enquanto Nicholas Weaver e Tim O’Reilly discutem os desafios relacionados ao custo, eficiência e especulação financeira associados à adoção da blockchain.

Sidechains

As transações com Bitcoin são registradas em um sistema público conhecido como blockchain, garantido por um robusto mecanismo de criptografia distribuída. Dentro desse contexto, emerge o conceito de sidechains, que são blockchains secundárias capazes de validar informações de blockchains primárias e facilitar a movimentação de bitcoins e outros ativos digitais entre diferentes blockchains. Isso facilita a inovação e o desenvolvimento ao permitir a transferência de ativos através de canais bilaterais com taxas de câmbio pré-estabelecidas ou definidas por critérios específicos.

A característica de uma sidechain vinculada é permitir que seus ativos se movimentem e se recuperem de outras blockchains, o que enriquece o ecossistema com mais flexibilidade, desempenho aprimorado e mais opções de privacidade. Além disso, as sidechains expandem as possibilidades do blockchain, suportando uma ampla gama de ativos, desde valores mobiliários a moedas fiduciárias e virtuais, e incorporando funcionalidades adicionais como contratos inteligentes, mecanismos de segurança aprimorados e registros de propriedades físicas. As sidechains também podem hospedar suas próprias sub-cadeias para aplicações específicas, como micropagamentos, incentivando a experimentação e o teste de novas funcionalidades ou até mesmo versões experimentais do próprio Bitcoin, promovendo um ambiente de constante evolução e adaptação tecnológica.

Blockchains alternativas

As altcoins, derivadas da tecnologia blockchain do Bitcoin, introduzem inovações como melhor desempenho, maior privacidade, armazenamento avançado e contratos inteligentes. Desse modo, expande o uso da blockchain para além das aplicações financeiras para incluir iniciativas descentralizadas e coletivas. Contudo, a fragmentação e a replicação de funcionalidades entre diferentes blockchains dificultam a interoperabilidade e a transferência de ativos sem recorrer a sidechains, além de enfrentarem desafios de segurança devido à menor capacidade computacional em comparação com a blockchain do Bitcoin.

Ethereum: Contratos Inteligentes e DApps

O Ethereum se destaca por sua capacidade de executar contratos inteligentes em uma blockchain própria, facilitando o desenvolvimento de aplicações descentralizadas (DApps) sem intermediários. Com a Ethereum Virtual Machine (EVM) e a linguagem Solidity, oferece um ambiente rico para inovação em transações e registros digitais.

Namecoin: Melhorias na Infraestrutura da Internet

Namecoin foca na descentralização e segurança da internet, otimizando componentes como DNS e identidades online, promovendo uma internet mais privada e resistente à censura.

Datacoin: Transações e Armazenamento Seguro

Datacoin propõe uma solução blockchain para transações seguras e armazenamento de dados na nuvem, sem censura, reforçando a confiabilidade digital.

Bitmessage: Comunicação Segura

Bitmessage utiliza a blockchain para armazenar mensagens temporariamente, garantindo a segurança e integridade da comunicação sem comprometer a privacidade.

Descentralização

As aplicações descentralizadas, ou dApps, funcionam sem um centro de comando, distribuídas por redes peer-to-peer. Elas combinam interfaces de usuário armazenadas de forma descentralizada com lógicas de back-end que operam sobre redes p2p, frequentemente utilizando a tecnologia blockchain para garantir segurança e transparência. Essas aplicações são marcadas por serem de código aberto, autônomas, sem entidades governantes e usam tokens criptográficos para incentivar e facilitar o acesso e a participação na rede.

A integridade e privacidade dos dados são asseguradas pela criptografia e armazenamento em blockchains públicas. Mudanças nas dApps requerem consenso dos usuários, baseando-se em protocolos de prova de trabalho ou similares. Exemplos notáveis incluem Bitcoin, Ethereum e outras plataformas que permitem o desenvolvimento de contratos inteligentes e dApps, oferecendo anonimato com possíveis requisitos de autenticação. O desenvolvimento dessas aplicações se beneficia de frameworks como Ethereum para contratos inteligentes e tecnologias web para a interface do usuário, destacando-se como um avanço na arquitetura de aplicações web.

Tecnologia Blockchain e Bancos

A adoção da tecnologia blockchain no setor financeiro, inicialmente impulsionada pelo Bitcoin, está provocando uma transformação significativa nas operações bancárias. Instituições financeiras estão explorando o potencial da blockchain para melhorar processos como liquidações financeiras, transações internacionais, registro de ativos, armazenamento seguro de documentos e inclusão financeira. A descentralização oferecida pela blockchain promete reduzir custos operacionais substancialmente, com estudos indicando a possibilidade de economizar até 20 bilhões de dólares anualmente. Bancos globais, incluindo Santander, Citibank e Goldman Sachs, já estão investindo nessa tecnologia visando otimizar eficiência e custos.

No Brasil, o investimento tecnológico dos bancos vem crescendo, destacando-se o desenvolvimento de sistemas baseados em blockchain para facilitar transações interbancárias. Em 2018, importantes bancos brasileiros se uniram para lançar o Sistema Financeiro Digital (SFD), permitindo transferências instantâneas 24/7 entre correntistas de diferentes bancos, sem a necessidade de informações detalhadas do destinatário, um avanço significativo em relação aos métodos tradicionais como DOC e TED.

Este movimento dos bancos ocorre em um contexto de crescente competição com fintechs e um esforço do Banco Central do Brasil em regular operações de crédito peer-to-peer. A regulamentação das fintechs de crédito em 2018 abre caminho para novos modelos de negócios financeiros. O que é um desafio aos bancos tradicionais a se adaptarem a este novo cenário de inovações descentralizadas.

Blockchain na Administração Pública Federal Brasileira

A Administração Pública Federal Brasileira tem avançado no uso da tecnologia blockchain para otimizar o compartilhamento de dados cadastrais, especialmente o CPF, conforme exigido pela legislação nacional. A DATAPREV desenvolveu o serviço “bCPF”, empregando a blockchain para facilitar a troca de informações cadastrais de forma segura e eficaz, alinhado à Portaria RFB nº 1.788/2018. Este novo sistema permite a distribuição de dados por meio de uma rede blockchain autorizada, marcando um passo significativo para a modernização dos processos administrativos.

Um projeto piloto, em colaboração com o Conselho de Justiça Federal, já está em andamento, com expectativas de que até meados de 2019, várias entidades governamentais adotem essa tecnologia para intercâmbio de informações do CPF. A implantação do bCPF destaca-se pela rapidez e eficiência, evidenciando o potencial da blockchain em transformar a gestão de dados no setor público. A plataforma, além de eliminar a necessidade de cópias físicas, assegura a integridade e a segurança dos dados cadastrais através de smart contracts. Assim, promove uma nova era no compartilhamento de informações entre órgãos governamentais. Este avanço representa um dos primeiros e mais significativos passos em direção ao aperfeiçoamento da gestão de dados públicos no Brasil, sublinhando a capacidade inovadora da blockchain em benefício da administração pública.

Uso da Tecnologia Blockchain no Brasil

Os Desafios na Jornada para a Adoção Global da Blockchain

Para sua adoção em larga escala, é necessário superar vários desafios que a tecnologia blockchain enfrenta. Isto inclui a otimização da velocidade de transações, a eficácia dos processos de verificação e a capacidade de armazenamento de dados. Além disso, a incerteza regulatória, especialmente em contextos onde governos tradicionalmente emitem e controlam moedas, constitui um obstáculo significativo para a aceitação de blockchain e criptomoedas por instituições financeiras tradicionais.

Além disso, a mineração na blockchain do bitcoin demanda um consumo energético considerável. Pois, os mineradores executam trilhões de cálculos por segundo na validação de transações, resultando em um uso intensivo de recursos computacionais. Apesar das soluções existentes, como blockchains privadas e encriptação avançada, problemas de segurança cibernética continuam sendo uma preocupação central e exigem uma confiança pública robusta para armazenar dados pessoais na tecnologia. A integração da blockchain em sistemas preexistentes apresenta desafios, necessitando de estratégias de transição cuidadosas para empresas que buscam adotar essa nova solução. A mudança para uma rede descentralizada proposta pela blockchain exige uma ampla aceitação cultural de seus usuários e operadores. Embora a blockchain prometa reduções significativas nos custos e tempos de transação, os investimentos iniciais altos para a implementação da tecnologia podem atuar como uma barreira adicional.

As Implicações do Blockchain para a Economia Financeira

A adoção da tecnologia blockchain está transformando profundamente o setor financeiro, marcando uma nova era de operações e transações. Um estudo da Infosys Finacle revelou que até 2020, mais de 80% dos especialistas financeiros preveem integrar o blockchain em suas atividades, com quase metade dessas instituições já investindo ou planejando investir nessa inovação até 2017. Prevê-se que o investimento em iniciativas blockchain alcance cerca de 1 milhão de dólares apenas neste ano.

A principal vantagem dessa tecnologia reside no seu modelo de transação ponto a ponto. Isso elimina a necessidade de intermediários, resultando em uma economia significativa de custos. Além disso, o blockchain remove barreiras de valor nas transações, possibilitando transferências de qualquer montante quase instantaneamente. Logo, supera as restrições comuns impostas por bancos e outras entidades financeiras. Assim, as transações internacionais emergem como as principais beneficiárias dessa revolução, prometendo maior eficiência e agilidade no mercado financeiro global.

Considerações finais

Por fim, a tecnologia blockchain representa uma revolução no registro digital, com sua descentralização oferecendo segurança incomparável. Além de consolidar sua posição com o Bitcoin, a blockchain está impulsionando a criação de novas criptomoedas e modelos de bancos de dados distribuídos. Dessa forma, demonstra seu potencial transformador na era digital. Seu surgimento remonta aos anos 90, mas foi com o Bitcoin que a primeira aplicação prática veio à tona, marcando o início da era das criptomoedas. Desde então, a tecnologia evoluiu para abranger contratos inteligentes, DAOs e muito mais. No entanto, existem desafios a serem superados, como otimização de velocidade e regulamentação, antes que a blockchain seja amplamente adotada. No entanto, seu potencial para transformar setores como o financeiro e o público é inegável, prometendo uma nova era de transações seguras e descentralizadas.

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