Compreensão aprofundada de blockchain: do princípio básico à aplicação prática completa

O que é realmente a blockchain?

Muitas pessoas sentem-se estranhas à blockchain, mas na verdade o seu conceito central não é complicado. Imagine um livro-razão mantido por várias pessoas, em vez de controlado por um banco ou uma única entidade. Essa é a descrição mais simples da blockchain.

Por que é chamada de “blockchain”? Porque cada transação é registrada num bloco, como uma página de um livro-razão. Quando uma página fica cheia, forma-se um bloco completo, e vários blocos, em sequência temporal, conectam-se através de algoritmos criptográficos, formando uma cadeia inquebrável de blocos, a blockchain.

A característica mais importante é a descentralização. Os livros-razão tradicionais são mantidos por uma única entidade, enquanto a blockchain é mantida por pessoas ao redor do mundo que possuem as ferramentas necessárias (chamados de “mineradores” ou “nós”). Isso significa que, mesmo que um nó falhe ou pare de funcionar, o sistema como um todo continua a operar normalmente. Essa abordagem distribuída reduz significativamente o risco de pontos únicos de falha.

Resumindo: a blockchain é, essencialmente, um sistema de livro-razão descentralizado, protegido e validado por múltiplas partes.

Como é composta uma blockchain?

Cada blockchain é composta por múltiplos blocos interligados. Vamos ver os três elementos centrais de um bloco:

Dados (Data) — Este é o conteúdo principal que o bloco deve registrar. Na rede Bitcoin, os dados incluem informações detalhadas como remetente, destinatário e valor da transação.

Valor Hash (Hash Value) — Pode ser entendido como a “impressão digital” do bloco, cada bloco possui um hash único. Se qualquer conteúdo do bloco for alterado, o hash também mudará, permitindo detectar se alguém tentou adulterar o bloco.

Hash do bloco anterior — Este é o elemento que conecta a cadeia. Desde o bloco gênese, cada novo bloco registra o hash do bloco anterior. Se um hacker tentar alterar um bloco intermediário, todos os blocos subsequentes invalidarão a cadeia. Para evitar esse tipo de ataque, a blockchain usa mecanismos de consenso como Prova de Trabalho (PoW), tornando o custo do ataque elevado demais, protegendo a integridade do sistema.

Como funciona a blockchain na prática?

Vamos entender o processo usando um cenário de transferência simples. Suponha que Xiao Wang queira transferir 1 Bitcoin para Xiao Li.

Primeiro passo: iniciar a transação

Xiao Wang usa um software de carteira digital para inserir o endereço de envio (sua própria carteira), o endereço de recebimento (a carteira de Xiao Li) e o valor (1 BTC). Essa transação é então broadcasted para toda a rede blockchain, aguardando processamento.

Segundo passo: validação pelos mineradores

Os nós mineradores verificam duas questões principais: Xiao Wang realmente possui 1 Bitcoin na sua carteira? E essa transação foi realmente iniciada por Xiao Wang (por meio de assinatura digital)? Após a validação, a transação entra na fila de espera para ser agrupada.

Terceiro passo: agrupamento em um bloco

No mecanismo PoW, os mineradores, aproximadamente a cada 10 minutos, agrupam várias transações validadas em um novo bloco.

Quarto passo: consenso da rede

O novo bloco é propagado para todos os nós da rede. Cada nó verifica a validade das transações e se o hash está corretamente conectado ao bloco anterior. Quando mais de 51% dos nós concordam com a validade do bloco, ele é oficialmente adicionado à cadeia, e a transação é concluída.

Dica rápida: os mineradores que validam com sucesso as transações recebem recompensas (como taxas de transação em Bitcoin). Este é o processo de “mineração”.

Os três principais tipos de blockchain

A blockchain não possui apenas uma arquitetura. Dependendo do controle de acesso e dos participantes, ela pode ser dividida em três categorias:

Cada tipo tem suas vantagens e desvantagens, sem uma opção absolutamente melhor; a escolha deve ser feita de acordo com as necessidades específicas.

Vantagens principais da blockchain

✓ Segurança reforçada

As transações na blockchain são protegidas por criptografia e, uma vez confirmadas, não podem ser alteradas, permanecendo registradas de forma permanente no sistema. Mesmo os administradores do sistema não podem excluir registros.

✓ Rastreabilidade completa

Cada transação fica registrada em um banco de dados imutável, permitindo rastrear toda a movimentação de fundos e o histórico de cada transação, o que é extremamente útil para auditoria e conformidade.

✓ Alta eficiência operacional

O livro-razão distribuído permite verificar transações rapidamente e realizar reconciliações, possibilitando pagamentos e liquidações de baixo custo entre diferentes regiões, sem necessidade de intermediários.

✓ Alta precisão nas transações

As transações na blockchain precisam ser validadas por múltiplos nós, reduzindo erros humanos. Além disso, cada alteração de ativo possui um registro de rastreamento independente, tornando quase impossível a ocorrência de gastos duplos.

Limitações práticas da blockchain

✗ Perda de chaves irreversível

Se o usuário perder sua chave privada, os ativos virtuais armazenados podem ser perdidos para sempre, sem possibilidade de recuperação.

✗ Consumo de energia e recursos

Blockchains públicas que usam Prova de Trabalho (como Bitcoin) requerem enorme poder computacional, consumindo muita energia e recursos de cálculo, o que gera impacto ambiental.

✗ Lentidão no consenso

Blockchains privadas e de consórcio levam mais tempo para alcançar consenso, o que pode atrasar atualizações do sistema e o desenvolvimento de novas funcionalidades.

✗ Uso potencial para atividades ilegais

Embora a blockchain seja transparente, ela também pode ser usada para fins ilícitos, e a regulação ainda precisa ser aprimorada.

Aplicações reais da blockchain

A blockchain saiu do campo teórico e vem mostrando potencial de transformação em diversos setores.

Criptomoedas e emissão de ativos

A aplicação mais comum é a emissão de criptomoedas. Ativos digitais como Bitcoin e Ethereum são totalmente construídos sobre a blockchain. Além disso, empresas começaram a emitir títulos e notas na blockchain. Por exemplo, o Bank of China International em junho de 2023 emitiu notas estruturadas no valor superior a 30 milhões de dólares na Ethereum, demonstrando o valor prático da blockchain na emissão de instrumentos financeiros.

Rastreabilidade na cadeia de suprimentos

Produtos passam por várias etapas desde a produção até o consumidor final. Métodos tradicionais podem levar à perda de informações, dificultando a rastreabilidade em caso de problemas. A blockchain pode registrar detalhes de cada etapa. A plataforma Food Trust da IBM monitora toda a cadeia de fornecimento de alimentos usando blockchain. A marca de chá taiwanesa “Wang De Chuan” registra origem e processamento do chá na blockchain, permitindo que consumidores escaneiem um QR code para ver toda a trajetória.

Gestão de propriedade intelectual e obras de arte

A transferência e validação de direitos tradicionais são complexas e propensas a erros. A chegada dos tokens não fungíveis (NFTs) mudou esse cenário. NFTs combinam ativos digitais únicos com blockchain, possibilitando uma gestão precisa de direitos de obras de arte, músicas e outros bens intelectuais. Por exemplo, o projeto NFT “Phanta Bear” de Jay Chou permite que fãs comprem NFTs para apoiar diretamente o artista e obter conteúdo exclusivo.

Gestão de dados médicos

Na área da saúde, a blockchain é usada para armazenar de forma segura os registros de pacientes. Com ela, os pacientes controlam quem pode acessar seus históricos médicos e diagnósticos. Estônia utiliza blockchain para armazenar registros médicos, e os médicos precisam de autorização para acessá-los, prevenindo alterações indevidas. Taiwan também estuda usar blockchain para compartilhar registros médicos de forma segura entre hospitais, facilitando transferências de pacientes sem necessidade de documentos físicos.

Finanças descentralizadas (DeFi)

A blockchain está profundamente integrada aos serviços financeiros, dando origem às finanças descentralizadas. Usuários podem emprestar, negociar, fazer staking e realizar outras atividades financeiras em plataformas DeFi, sem confiar em instituições financeiras tradicionais.

Como participar de investimentos em blockchain?

A própria blockchain é uma tecnologia, não um investimento direto. Mas é possível investir em produtos relacionados ou em empresas de desenvolvimento.

Negociação à vista — entrada fácil

Semelhante à negociação de ações, compra-se a um preço baixo e vende-se a um preço mais alto para obter lucro. Por exemplo, comprar 1 Bitcoin por 30 mil dólares e vender por 50 mil dólares gera um lucro de 20 mil dólares. As criptomoedas adquiridas também podem ser armazenadas na carteira ou transferidas para terceiros.

Mineração — para investidores profissionais

Participar diretamente do processo de mineração, resolvendo complexos problemas criptográficos para obter recompensas em blocos. Requer grande investimento em hardware e energia elétrica.

Contratos de Diferença (CFDs) de criptomoedas — eficiente e flexível

Os CFDs são instrumentos financeiros derivados que permitem especular sobre as variações de preço de ativos sem possuir os ativos reais ou chaves de carteira. É possível usar alavancagem para ampliar ganhos, mas também aumenta o risco de perdas.