Como funciona um blockchain?

Os professores Joshua Gans e Neil Gandal dão um contexto histórico sobre a história do blockchain, que data antes da criação do Bitcoin em 2008, em estudo publicado no início deste mês.

Blockchain é uma invenção associada ao misterioso criador do bitcoin, Satoshi Nakamoto. No entanto, blockchain é mais associado às tecnologias de registro distribuído (DLT).

Stuart Haber e W. Scott Stornetta, conhecidos como “os pais do blockchain”, fizeram um estudo em 1990 sobre como registrar data/hora em um documento digital.

Para que uma só pessoa tivesse que verificar a data/hora, esta seria gravada em um registro distribuído entre várias pessoas (chamadas de “nós”).

Para demonstrar a praticidade de sua solução, eles publicaram um hash (ID único que só pode ser recriado se você tiver os registros originais) de seu registro semanalmente no jornal The New York Times. Assim, toda edição é um registro distribuído e, para alterá-lo, é necessário ter todas as edições do jornal estadunidense.

Além disso, eles agruparam os registros data/hora em blocos, que eram agrupados com o hash do bloco anterior dos registros. Isso formou uma infraestrutura de blocos. Assim, o blockchain dos dois matemáticos vem sendo operado há cerca de três décadas.

Assim, a proposta do Bitcoin criada por Satoshi Nakamoto pegou uma ideia básica e a escalou de forma que conseguisse lidar com a velocidade e o volume de transações necessários para uma rede de pagamentos digitais.

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Um outro elemento do blockchain Bitcoin é o mecanismo de consenso. O tão conhecido conceito “proof-of-work” (“prova de trabalho”) foi criado anteriormente por Cynthia Dwork e Moni Naor para verificar spams no e-mail.

Nos blockchains de criptoativos que usam esse conceito, os nós competem em um jogo para solucionar um quebra-cabeças computacional (hash) e o vencedor ganha uma recompensa e o direito de acrescentar o próximo bloco.

No entanto, muitos contestaram esse mecanismo de consenso, já que o bitcoin e outras criptomoedas que fazem uso do “proof-of-work” poderiam estar vulneráveis a invasões.

Assim, Eric Budish propôs um modelo de equilíbrio que inclui um jogo de mineração e compatibilidade de incentivo, tornando muito custosa a invasão ao blockchain. A invasão seria “custosa” porque é necessário enorme poder computacional para solucionar esses quebra-cabeças necessários (hashes) para garantir o direito de registrar o bloco no blockchain.

Já os protocolos “proof-of-stake” (“prova de saldo) são uma tentativa de o mecanismo de consenso não precisar depender de fontes reais para ser considerado um validador para um novo bloco de transações.

Nesse mecanismo, um validador, que retém criptomoedas (staking), é escolhido aleatoriamente, ou seja, validadores têm a probabilidade de criar um bloco (e ganhar a recompensa por bloco) com base na quantia que eles têm retida na rede.

A proposta de proteção para um “nó desonesto” é “slashing”, em que o staking de um nó ou é reduzido ou destruído caso esse nó tenha feito alguma alteração indevida.

Assim, é necessário que cada rede ofereça uma recompensa, mesmo se o mecanismo for “proof-of-work” ou “proof-of-stake”, pois é ela que garante o incentivo, o funcionamento e a segurança do blockchain.

Mesmo para que uma rede economicamente sustentável funcione, é necessário o incentivo monetário, já que um grupo de mineradores utilizará grande poder computacional para resolver o quebra-cabeças e garantir o funcionamento e validação do blockchain.