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Qual é o blockchain, alma e "corpo" de criptomoedas

Na primeira desta série de artigos dedicados ao mundo da criptografia, tentamos passar muito rapidamente a evolução do dinheiro, uma das divindades que governam e lubrificam as sociedades avançadas e suas relações internas de poder.

Ao mesmo tempo em que descobrimos muitos tópicos, essa digressão nos ajudou a descobrir quais são as características desejáveis ​​em uma moeda e, acima de tudo, nos permitiu nos cumprimentar introduzindo o criptomoeda e blockchain. Agora que ganhamos alguma confiança - até mesmo intelectual - com o moedas, finalmente estamos prontos para entrar no mundo novo e, de certa forma, extravagante daqueles virtual.

Já mencionamos o fato de que as criptomoedas, diferentemente das moedas tradicionais, são descentralizada, correspondente, transparente, anônimo e ter um padrão e nota curva de oferta. Cada um desses termos merece uma explicação detalhada, mas, como todos eles foram implementados através do uso da blockchain, preferimos esclarecer o funcionamento desse elemento primeiro.

Qual é o blockchain, a alma e o "corpo" das criptomoedas

Antes de entrar nos detalhes da brilhante intuição tornada pública em 2008 da Satoshi Nakamoto (nome fictício por trás do qual o pai da blockchain e dos Bitcoins está se escondendo) vamos imaginar por um momento uma vila fantástica onde não há moeda física, mas todos transações são por tradição anotada em uma enorme sequóia secular.

A moeda deste país, de acordo com as definições que encontramos no último artigo, seria do tipo moeda legal e não diferiria muito daqueles que estamos acostumados: o seu valor de troca basear-se-ia unicamente na confiança de que todos estão dispostos a aceitá-lo de bom grado e valor intrínseco nulo. A diferença real comparada aos nossos euros, de fato, estaria no sistema escolhido para apurar o possível crédito: na Terra, a propriedade da moeda se manifesta através de pedaços de metal e folhas de papel que podem ser trocados diretamente, nesse mundo de fantasia o oposto se baseia em livro de contas gigantesco.

razão

Quem escreve na sequóia?

Obviamente, a tarefa de anotar todas as transações mais recentes na grande árvore é de absoluta importância e requer certa habilidade física. Podemos imaginar que as sábias tradições da vila previam que essas anotações acontecessem uma vez por dia e que a honra pertence ao cidadão que primeiro, após o pôr do sol, encontrado uma pena de fênix, encontrada quase exclusivamente nas altas montanhas e muito sensível à luz do sol.

É bom notar que essa escolha, que à primeira vista pode parecer completamente aleatória, na verdade garante que apenas os mais treinados e bem treinados disposto a gastar tempo em pesquisa pode realmente esperar encontrar a pena. Esta loteria estranha também insere um certo ao mesmo tempo incerteza e permite que todos os habitantes tenham uma probabilidade, ainda que baixa, de serem escolhidos. Finalmente, a sensibilidade à luz torna impossível trapacear com o uso de penas encontradas antes do pôr do sol.

Depois de encontrar a pena (que aliás é quanto mais difícil de encontrar, mais numerosos os buscadores são: a fênix é um animal extremamente tímido e tende a fugir se vê tantos humanos) o sortudo finalmente cuida transcrever transações ocorreu até aquele momento na sequóia, le assinatura com sua pena e está licenciado para adicione à sua conta um valor diretamente proporcional à altura em que a anotação está localizada.

bitcoin mineiro

Em outras palavras, o funcionamento do sistema é garantido por um processo competitivo (financiado por senhoriagem ou por impostos apropriados), o que torna impossível a um indivíduo tem controle na sequóia e no informação contido.

A revolução do blockchain

I benefícios do sistema adotado nesse mundo fantástico são óbvias: dinheiro não pode ser falso, manipulado, não pode sofrer "cisalhamento", não pode ser roubado pela força e todos podem a qualquer momento leia na íntegra a história da única unidade de valor, uma transação após a outra, desde o momento da emissão até o presente. Sem esquecer sua alta democracia, alcançada graças a distribuição pseudo-aleatória de senhoriagem para os requerentes de penas e ao fato de que não há emissor central capaz de decidir o destino da moeda: apenas um maioria qualificada os cidadãos podem ter sucesso na árdua tarefa de mudar as tradições nas quais o sistema se baseia.

Por outro lado, a abordagem também tem algumas desvantagens, como a possibilidade de alguém alterar registros contábeis (por exemplo, para cancelar uma transação ou gastar o mesmo dinheiro duas vezes) ou que, em caso de incêndio ou outros desastres naturais, toda a informação é perdida. Os habitantes desse mundo fariam bem em plantar tantas outras sequóias em que copie os dados para ter "backups" que ajudem a resolver os dois problemas, mas essa escolha provaria ser muito cara de implementar.

banco de dados distribuído blockchain

O que é desafiador no mundo físico, por outro lado, pode ser muito mais simples no mundo virtual. O bom Nakamoto (quem quer que seja), portanto, pensou que era possível criar uma moeda baseada em um banco de dados distribuído, em que cada usuário (que chamaremos agora de "“) Possui sua cópia da sequóia, ou seja, todo o conjunto de informações. Para seguir tal abordagem, no entanto, dois problemas tinham que ser resolvidos: evitar que alguém pudesse "se declarar outro" e gastar dinheiro não o seu, e evitar situações em que é possível gaste a mesma moeda duas vezes. A solução, como você deve ter imaginado, é chamada blockchain.

Transações

Vamos primeiro considerar o problema de propriedade, o mais simples dos dois a resolver. Em seu artigo original (Bitcoin: um sistema de caixa eletrônico ponto a ponto), Nakamoto propôs uma solução baseada no uso do criptografia assimétrica. Em um nível intuitivo, criptografar um dado é equivalente a coloque-o no cofre, e na criptografia assimétrica existe a peculiaridade de que a chave que permite ver o que está dentro do cofre é diferente do que ele permite preencher.

A ideia básica é que a moeda, usando uma das chaves (chamada privado), pode ser trancado dentro do cofre junto com uma pequena guia que identifica o proprietário e a outra chave (que permite ver o conteúdo) é retornada público. Se imaginarmos uma troca comercial, esse processo permite realizar transações com eficiência: o comprador "encaixa" a moeda junto com o nome do vendedor, que, graças à chave pública, pode verificar se está em sua posse (mesmo que não possa manipulá-la fisicamente). Aqueles que receberam o pagamento, por sua vez, podem enviar o dinheiro a terceiros iterando o procedimento e fechando todo o cofre (agora se torna "moeda") dentro de um maior.

transação de bitcoin

O sistema projetado é, portanto, muito semelhante ao Caixas chinesas, em que a unidade de valor se move para contêineres cada vez maiores de transação para transação. Neste ponto, no entanto, você está se perguntando como os pagamentos podem ser feitos múltiplo o frações da unidade de conta, que são naturalmente esperados por todas as criptomoedas. A solução proposta pelo pai do Bitcoin prevê que a transação única possa "empacotar" várias entradas e saídas, ou seja, transferir fundos de vários endereços (chaves públicas) e que, como as transferências sempre ocorrem para todo o valor disponível no endereço, é possível executar operações de "descanso" automaticamente.

O blockchain

O sistema de transações descrito acima é vulnerável à possibilidade de um nó tentar fraudar criando várias versões da mesma moeda, ou seja, gastando-o várias vezes. Na vida comum, esse problema é resolvido usando moeda física (os dados podem ser copiados facilmente, papel e metal com grande dificuldade) e pela existência de instituições centrais que, rastreando todas as transações digitais, garantir o sistema. No caso de criptomoedas, a solução passa de tornar público todo movimento de moeda de modo que, através de um conjunto de regras e um processo competitivo (a pena de fênix), o sistema pode escolher e criar um consentimento em quais transações são válidas e quais não são.

A primeira regra geral identificada, de absoluto senso comum, é que a transação a ser privilegiada e considerada válida é aquela ocorreu temporalmente antes. Nesse ponto, porém, é necessário criar um serviço ponto a ponto de timestamp que ordena transações cronologicamente.

Prova de trabalho (PoW)

A idéia original de Nakamoto é a prova de trabalho: cada nó interessado em manter o sistema (e a recompensa relacionada) coleta todos os transações recentes ainda não processado e o "assinatura" do último bloco já criado e aceito para embalá-los juntos com um número pseudo-aleatório chamado nonce. Nesse momento, processa os dados com uma função matemática específica - conhecida de hash- e verifique se o resultado atende a algumas características.

Em particular, é necessário que a saída tenha um número de zeros iniciais acima do mínimo, definido por um parâmetro oficial - a dificuldade - que varia para manter a geração de blocos constante ao longo do tempo, independentemente da potência computacional dedicada à tarefa. No caso de um resultado negativo, o nó repete o procedimento, inserindo novas transações no bloco e alterando o nounce, mas, caso contrário, compartilha sua descoberta com o restante da rede que, é claro, contém como primeira transação a que garante a transação. recompensa.

gastos duplos

Neste ponto, os nós restantes ocorrer que o bloco encaminhado está em ordem e, se as verificações forem bem sucedidas, a competição recomeçará usando a assinatura do bloco recém criado. No caso de dois blocos serem gerados simultaneamente, os nós começarão a trabalhar em dois ramos separados na cadeia e continuarão em caminhos diferentes até que uma das duas sequências se torne mais longa que a outra. A partir desse momento, a menor bifurcação será gradualmente abandonado e se tornar "órfão”Não fará parte da sequência principal. As transações, é claro, só são consideradas válidas quando o bloco em que são publicadas faz parte do corrente principal.

Esse processo pode parecer desnecessário caro e complicado, mas tem a vantagem de dificultar extremamente qualquer ataque: como cada bloco contém o hash do anterior, é impossível mudar um anel sem invalidar todos os blocos subsequentes. Para criar uma versão "adequadamente retocada" da blockchain, a principal é, portanto, necessária ser mais rápido que o resto da rede na criação de novos blocos, isto é, possuindo a maior parte do poder computacional dedicado à mineração. O poder de "voto", ou seja, de influenciar o histórico da moeda, neste caso, está intimamente ligado ao meios de hardware utilizado para apoiar o seu funcionamento.

ataque de gasto duplo

Prova de participação (PoS)

Se, apesar das razões explicadas no final do último parágrafo, você acha que o sistema PoW - com sua corrida por desempenho e poder de computação - é desnecessariamente caro, saiba que no campo das criptomoedas muitos pensam como você. Como você deve ter entendido, o problema fundamental no gerenciamento da blockchain é encontrar um sistema que garanta o funcionamento da moeda no interesse de usuários honestos, ou seja, você atribui ao último um "poder de voto"Maioria. No sistema desenvolvido por Nakamoto, as "marcas" são medidas em hash por segundo (no artigo original, o criador do Bitcoin escreveu "one-CPU-one-vote"), mas outros sistemas são possíveis.

Dada a ausência de uma autoridade central, por outro lado, quem deveria ter o papel de criar novos blocos? Nos últimos anos, a idéia de que essa honra possa ser compartilhada entre os nós avançou critérios de seleção (variável de moeda para moeda) que inclui um certo grau de incerteza, sem comprometer a segurança do sistema.

prova de participação no trabalho

Este método para proteger o sistema é dito prova de participação e geralmente é baseado no princípio de que os usuários de dinheiro estarão mais interessados ​​em manter a honestidade do sistema. Consequentemente, o método PoS atribui maior poder de voto aos nós mais ricos e ativos ou àqueles com pouco movimento. Essas notas, por sua vez, dependendo dos sistemas escolhidos, podem ser usadas como "peso" para o escolha pseudo-aleatória do nó "ferreiro" (quem tem mais riscos tenderá a ser mais provável de ser escolhido) ou diretamente para voto de representantes (sistema usado, por exemplo, pelo BitShares). As moedas baseadas em PoS, dado o menor custo de energia necessário para criar o bloco, geralmente não concedem prêmios (portanto, receita de senhoriagem), mas apenas o crédito de comissões pagos pelos nós que realizaram as transações a serem validadas no bloco.

Economize memória

Para simplificar a estrutura dos blocos e evitar o crescimento excessivo da memória necessária para memorizar a "moeda" - ou seja, a cadeia de transações -, decidiu-se confiar funções de hash. Estas operações matemáticas particulares têm a característica, de fato, de retornar um resultado não-invertível de comprimento fixo que "controla" os dados iniciais. Em uma transação, nossa chave privada servirá para criptografar um hash que depende do transação anterior eo chave pública da contraparte para o qual estamos enviando a moeda, e o protocolo finalmente colará a chave pública do nó que envia o dinheiro para o resultado obtido.

A "etiqueta" que permite o reconhecimento é, portanto, a chave pública, que, no entanto, é muito longa para ser digitada no teclado. Para remediar o problema, foi, portanto, decidido criar o endereços, gerado através de operações de hash das chaves públicas do nó receptor, que são usados ​​em vez do último na geração da transação. Essa escolha, obviamente, não altera a estrutura básica da cadeia.

blockchain

Com o tempo, finalmente, o sequência de transações poderia tornar-se excessiva e desnecessariamente complicado: uma vez que a validade de um anel tenha sido verificada, de fato, todos os anteriores não são mais necessários. Nakamoto, portanto, pensou em associar seu hash a cada transação e criar um hash com eles árvore de merkle, ou seja, uma árvore na qual os valores gerados são progressivamente mesclados até que um único hash total seja obtido. Esse valor, disse raiz de merkle, faz parte dos dados necessários para o PoW, enquanto as transições que fazem parte do bloco não são consideradas no processo de verificação (elas são indiretamente validadas pela raiz do merkle) e, se enterradas por um número suficiente de transações subsequentes, tornam-se inúteis pode ser deletado sem invalidar o blockchain.

É interessante observar, desse ponto de vista, que a criptomoeda não existe: não existe moeda, apenas uma série de cofres de caixa como matrioske.

Por que o blockchain é tão interessante?

Pelo que vimos até agora, o blockchain não passa de um banco de dados distribuído em que cada novo bloco, vinculado aos anteriores graças ao hash, pode ser considerado aceito somente quando atingir o "consentimento”Na maioria dos nós, com base na conformidade com um conjunto de regras predefinidas. O fato de esse livro enorme ter sido projetado para conter transações, por outro lado, não implica que outras formas de dados também não possam ser usadas.

Na verdade, o mesmo protocolo Bitcoin usa uma linguagem para processar as transações Script, que com suas instruções (sobre 80) permite operações mais complicadas do que transações "padrão" visto neste artigo. Se a tecnologia usada para a mãe de todas as criptomoedas pudesse gerenciar contratos reais, por outro lado, algumas moedas virtuais de nova geração serão pense explicitamente para permitir contratos inteligentes (Ethereum é o exemplo mais famoso) para a transferência de propriedade de bens reais ou virtuais, ou mesmo com o objetivo de criar mercados de ações e títulos distribuídos e paralelo aos oficiais.Blockchain futuro

Neste ponto, também deve ficar claro que todos os recursos das criptomoedas listadas acima são o reflexo da estrutura na base da blockchain: descentralizada porque cada nó tem uma cópia de toda a cadeia, correspondente porque o poder de criar o novo bloco é atribuído através da competição, transparente porque todas as transações são públicas, anônimo porque a geração de endereços não requer dados pessoais. Finalmente, na frente da criação de dinheiro, isso é organizado pelo conjunto de regras que os nós devem respeitar ao criar um bloco para serem aceitos e, como tal, são conhecidos e previsíveis.


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