Blockchain explicada: como funcionam blocos, nós e consenso

Os blocos e a corrente

Uma blockchain é uma lista de registros agrupados em lotes chamados blocos. Cada bloco contém um conjunto de transações, um registro de data e hora e um código especial chamado hash.

Um hash funciona como uma impressão digital dos dados. Coloque qualquer informação em uma função de hash e você recebe um código curto, de tamanho fixo. Mude um único caractere da entrada e a impressão digital muda completamente. Cada bloco inclui o hash do bloco anterior, e é isso que liga os blocos em uma corrente.

Essa ligação é a parte engenhosa. Se alguém alterasse uma transação antiga, a impressão digital daquele bloco mudaria, quebrando a ligação com o bloco seguinte, e com o próximo, até chegar ao mais recente. A adulteração fica evidente na hora.

Nós: muitas cópias do mesmo registro

Uma blockchain não fica guardada em um único lugar. Ela é copiada em muitos computadores chamados nós, geralmente mantidos por pessoas e organizações independentes em países diferentes. Cada nó guarda sua própria cópia do registro e verifica as novas transações e os novos blocos de acordo com as regras da rede.

Como existem tantas cópias, não há um servidor único que possa ser desligado ou editado às escondidas. Se um nó sai do ar ou tenta trapacear, os outros simplesmente o ignoram. Em blockchains públicas como Bitcoin e Ethereum, qualquer pessoa com o equipamento adequado normalmente pode rodar um nó.

Consenso: como a rede chega a um acordo

Com milhares de computadores envolvidos, a rede precisa de uma forma justa de decidir qual bloco vem a seguir e qual versão do registro é a verdadeira. Esse processo se chama consenso. Os dois métodos mais comuns são:

• Prova de trabalho (proof of work). Mineradores usam poder computacional para disputar quem resolve primeiro um quebra-cabeça. O vencedor adiciona o próximo bloco e ganha uma recompensa. O Bitcoin usa esse método. Ele tem um longo histórico, mas consome muita eletricidade.
• Prova de participação (proof of stake). Validadores bloqueiam parte das moedas da rede como depósito. O protocolo escolhe validadores para propor e confirmar blocos, e um comportamento desonesto pode custar a eles parte desse depósito. O Ethereum usa esse método desde 2022. Ele consome muito menos energia, embora críticos argumentem que pode favorecer quem já tem muitas moedas.

Os dois métodos buscam o mesmo resultado: tornar a trapaça cara e recompensar quem segue as regras.

Por que é difícil mudar o histórico

Para reescrever uma transação antiga em uma grande cadeia de prova de trabalho, um atacante precisaria refazer o trabalho daquele bloco e de todos os blocos seguintes, mais rápido do que todos os mineradores honestos juntos. Na prática, isso significa controlar a maior parte do poder computacional da rede, o que, em uma rede grande, seria extremamente caro. Esse cenário é conhecido como ataque de 51%.

Em cadeias de prova de participação, um atacante precisaria controlar uma grande fatia de todas as moedas em stake, e as regras permitem que validadores desonestos percam parte do depósito. Nos dois sistemas, quanto mais antiga a transação, mais difícil é revertê-la. É por isso que se fala em esperar confirmações.

Blockchains menores, com poucos mineradores ou validadores, são alvos mais fáceis, e várias já sofreram ataques bem-sucedidos desse tipo. Tamanho e descentralização fazem diferença.

Limites e concessões

• Velocidade e custo. Cada nó verifica cada transação, o que torna as blockchains públicas mais lentas e, muitas vezes, mais caras por transação do que um banco de dados de pagamentos comum.
• O trilema. Quem projeta blockchains costuma falar em equilibrar segurança, descentralização e escalabilidade. Melhorar um desses pontos geralmente significa abrir mão um pouco de outro.
• Lixo entra, lixo sai. Uma blockchain consegue mostrar que um registro não foi alterado, mas não consegue provar que ele era verdadeiro quando foi inserido.
• Erros permanentes. A mesma característica que impede a adulteração também impede correções. Um pagamento para o endereço errado geralmente continua errado.
• Nem tudo precisa de uma. Para muitas tarefas empresariais, um banco de dados comum, administrado por uma empresa confiável, é mais simples e mais barato.

Quando um projeto diz que precisa de uma blockchain, vale perguntar: em quem teríamos de confiar se não fosse por ela, e eliminar essa confiança compensa o custo e a complexidade extras?