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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 regulam e promovem as sociedades avançadas e suas relações internas de poder.

Ao deixar muitos argumentos descobertos, esta digressão nos ajudou a descobrir quais são as características desejáveis ​​em uma moeda e, acima de tudo, nos permitiu cumprimentar uns aos outros através da introdução do 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 que as criptomoedas, ao contrário das moedas tradicionais, são descentralizada, correspondente, transparenteanônimo e ter um padrão e nota curva de oferta. Cada um desses termos mereceria uma explicação detalhada, mas como todos eles foram implementados através do uso do blockchain, preferimos primeiro esclarecer a operação desse elemento.

Qual é o blockchain, alma e "corpo" de 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 em relação ao nosso Euro, de fato, estaria, portanto, no sistema escolhido para determinar 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 fantástico, por outro lado, nós confiamos em um livro de contas gigantesco.

razão

Quem escreve na sequóia?

É claro que a tarefa de registrar todas as últimas transações na grande árvore é de absoluta importância e requer certa destreza física. Podemos imaginar que as sábias tradições da aldeia previram que essas anotações ocorrerão uma vez por dia e essa 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 esta escolha, que à primeira vista pode parecer completamente aleatória, na verdade garante que apenas os mais treinados e 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 chance, ainda que baixa, de serem os escolhidos. Por fim, a sensibilidade à luz faz impossível trapacear com o uso de penas encontradas antes do pôr do sol.

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

bitcoin mineiro

O funcionamento do sistema, por outras palavras, 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 ser "tosquiado", não pode ser roubado pela força e todos podem a qualquer momento leia todo o histórico da unidade única de valor, uma transacção após a outra, desde o momento da emissão até ao presente. Sem esquecer o seu elevado nível de democracia, conseguido graças ao 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 dos cidadãos pode ter sucesso na árdua tarefa de mudar as tradições nas quais o sistema é baseado.

Por outro lado, a abordagem também tem alguns 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 ajudam a resolver os dois problemas, mas essa escolha seria 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 (seja ele quem for) pensou, portanto, que era possível criar uma moeda baseada em um banco de dados distribuído, onde cada usuário (quem vamos chamar agora "") Tem sua própria cópia da sequóia, ou seja, de todo o conjunto de informações. Para seguir tal abordagem, entretanto, foi necessário resolver dois problemas: impedir que alguém "se declarasse outro" e gastar dinheiro não próprio, e evitar situações em que fosse 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 para resolver. Em seu artigo original (Bitcoin: Um sistema de dinheiro eletrônico peer-to-peer) Nakamoto propôs uma solução baseada no uso de criptografia assimétrica. Em um nível intuitivo, criptografar um dado é equivalente a coloque-o no cofre, e na criptografia assimétrica temos a peculiaridade de que a chave que permite ver o que está dentro do cofre é diferente daquele que você permite preencher.

A ideia básica é que a moeda, usando uma das chaves (chamada privado), pode ser bloqueado dentro do cofre, juntamente com um deslizamento que identifica o proprietário, e que a outra chave (que permite que você veja o conteúdo) é feita público. Se imaginarmos uma troca comercial, esse processo permite que transações sejam realizadas de forma eficiente: o comprador "coloca" a moeda junto com o nome do vendedor, que, graças à chave pública, pode verificar se ela está em posse dela (mesmo que não possa manipulá-la fisicamente). Aqueles que receberam o pagamento, por sua vez, podem enviar o dinheiro para um terceiro, iterando o procedimento e fechando todo o cofre (agora convertido em "moeda") em um maior.

transação de bitcoin

O sistema criado é, portanto, muito semelhante ao Caixas chinesas, em que a unidade de valor se move em contêineres cada vez maiores de transações. Neste ponto, no entanto, você está se perguntando como os pagamentos podem ser feitos múltiplo o frações da unidade de conta, que são naturalmente fornecidos por todas as criptomoedas. A solução proposta pelo pai da Bitcoin prevê que a transação única pode "empacotar" mais entradas e saídas, ou seja, transferir fundos de múltiplos endereços (chaves públicas) e isso, já que as transferências sempre ocorrem por todo o valor disponível no endereço, É possível realizar 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 este problema é resolvido usando moeda física (os dados podem ser facilmente copiados, 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 senso comum absoluto, é que a transação a ser privilegiada e considerada válida é aquela ocorreu temporalmente antes. Neste ponto, entretanto, é necessário criar um serviço peer to peer timestamp que ordena transações cronologicamente.

Prova de trabalho (PoW)

A ideia original de Nakamoto é a de prova de trabalho: todo nó interessado em manter o sistema (e sua recompensa) recolhe todas as transações recentes ainda não processado e o "assinaturado 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 algumas características.

Em particular, é necessário que a saída tenha um número de zeros à esquerda maior que o mínimo, fixado por um parâmetro oficial - a dificuldade - que varia para manter a geração de blocos constante ao longo do tempo, independentemente da capacidade computacional dedicada à tarefa. No caso de resultado negativo, o nó repete o procedimento inserindo quaisquer novas transações no bloco e alterando o pronunciamento, mas, de outra maneira, compartilha com o resto da rede sua descoberta que, obviamente, contém como primeira transação aquela que assegura o 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 separe da corrente e continue em estradas diferentes até que uma das duas seqüências fique mais longa que a outra. A partir desse momento a bifurcação mais curta será progressivamente abandonado e se tornando "órfão"Não fará parte da sequência principal. As transações, é claro, são consideradas válidas somente quando o bloco em que são publicadas faz parte corrente principal.

Este processo pode parecer desnecessariamente caro e complicado, mas tem a vantagem de tornar possíveis ataques extremamente difíceis: uma vez que cada bloco contém o hash do precendete, é impossível mudar um anel sem invalidar todos os blocos subseqüentes. Portanto, para fazer uma versão "apropriadamente retocada" do blockchain, o principal é necessário 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 "votar", ou seja, influenciar a história da moeda, neste caso, está estreitamente ligado ao meios de hardware utilizado para apoiar o seu funcionamento.

ataque de gasto duplo

Prova de participação (PoS)

Se, apesar das razões apresentadas 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 terá entendido o problema fundamental no gerenciamento do blockchain é encontrar um sistema que garanta o funcionamento da moeda no interesse de usuários honestos, isto é, que atribui a este um "poder de votoDe maioria. No sistema idealizado por Nakamoto, os "votos" são medidos 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 desempenhar o papel de forjar novos blocos? Nos últimos anos, a ideia de que essa honra pode ser compartilhada entre os nós veio à tona com 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 chamado prova de participação e muitas vezes se baseia no princípio de que os usuários de moedas serão os mais interessados ​​em manter a honestidade do sistema. O método PoS, consequentemente, atribui maior poder de voto aos nós mais ricos e ativos ou com moedas menos ocupadas. Estes votos, por sua vez, dependendo dos sistemas escolhidos, podem ser usados ​​como um "peso" para o escolha pseudo-aleatória do nó "ferreiro" (quem tem mais apostas tenderá a ter maior probabilidade de ser escolhido) ou diretamente a voto de representantes (sistema usado por exemplo por BitShares). As moedas baseadas no PoS, dado o menor custo de energia necessário para a criação do bloqueio, geralmente não prevêem a atribuição de prêmios (portanto de renda 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 um crescimento excessivo da memória necessária para memorizar a "moeda" - ou seja, a cadeia de transações - decidiu-se contar com funções de hash. Estas operações matemáticas particulares têm a característica, de fato, de retornar um resultado não-invertível de comprimento fixo que "acompanha" os dados iniciais. Em uma transação, nossa chave privada será usada para criptografar um hash que depende transação anterior eo chave pública da contraparte para o qual estamos enviando a moeda, e o protocolo finalmente irá colar a chave pública do nó que envia o dinheiro para o resultado obtido.

A "tag" que permite o reconhecimento é, portanto, a chave pública, que, no entanto, é muito longa para ser digitada no teclado. Para superar o problema, decidiu-se, portanto, 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 excessivamente desnecessária e incômoda: uma vez que a validade de um anel tenha sido apurada, de fato, todos os anteriores não são mais necessários. Nakamoto, portanto, pensou em associar seu próprio hash a cada transação e criar com eles um árvore de merkle, que é uma árvore na qual os valores gerados são progressivamente unidos 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 notar, a partir deste ponto de vista, que os criptos permanentes não existem: não há moeda, apenas uma série de cofres de caixa como matrioske.

Por que o blockchain é tão interessante?

Pelo que vimos até agora, o blockchain nada mais é que um banco de dados distribuído em que cada novo bloco, vinculado aos anteriores graças ao hash, pode ser considerado aceito apenas quando atinge oconsentimento"Da maioria dos nós, com base na conformidade com um conjunto de regras predefinidas. O fato de que esse grande livro razão foi projetado para conter transações, por outro lado, não implica que outras formas de dados não possam ser usadas também.

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 puder lidar com contratos reais, por outro lado, algumas moedas virtuais de nova geração pense explicitamente para permitir smart contracts (Ethereum é o exemplo mais famoso) para a transferência de propriedade de bens reais ou virtuais, ou mesmo ter como finalidade a criação de 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 por trás do blockchain: descentralizada porque cada nó tem uma cópia de toda a cadeia, correspondente porque o poder de criar o novo bloco é atribuído através de competição, transparente porque todas as transações são públicas, anônimo porque a geração de endereços não requer dados pessoais. Finalmente, em termos de criação de dinheiro, isso é definido pelo conjunto de regras que os nós devem respeitar durante a criação de um bloco, de modo que ele possa ser aceito e, como tal, seja conhecido e previsível.


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