Blockchain
A blockchain é uma tecnologia de registro distribuído que visa a descentralização como medida de segurança. São bases de registros e dados distribuídos e compartilhados, que têm a função de criar um índice global para todas as transações que ocorrem em um determinado mercado. Funciona como um livro-razão, só que de forma pública, compartilhada e universal, permitindo mecanismos de consenso e confiança na comunicação direta entre duas partes, ou seja, sem o intermédio de terceiros. Está constantemente crescendo à medida que novos blocos são adicionados a ela por um novo conjunto de registros. Os blocos são adicionados à blockchain de modo linear e cronológico. Cada nó - qualquer computador que conectado a essa rede que tem a tarefa de validar e repassar transações - obtém uma cópia da blockchain após o ingresso na rede. A blockchain possui informação completa sobre endereços e saldos diretamente do bloco gênese até o bloco mais recentemente concluído.
Blockchain é um tipo de base de dados distribuída que guarda um registro de transações permanente e inviolável. A base de dados blockchain consiste em dois tipos de registros: transações individuais e blocos. Um bloco é a parte concreta da blockchain onde são registrados algumas ou todas as transações mais recentes e uma vez concluído é guardado na blockchain como base de dados permanente. Toda vez que um bloco é concluído um novo é gerado. Existe um número incontável de blocos na blockchain que são ligados uns aos outros - como uma cadeia - onde cada bloco contém uma referência para o bloco anterior.
Imagem: UN Women Gallery · BY-NC-ND · Openverse
O primeiro trabalho em uma cadeia de blocos criptograficamente segura foi descrito em 1991 por Stuart Haber e W. Scott Stornetta. Eles queriam implementar um sistema em que os registros de data e hora dos documentos não pudessem ser violados ou feitos de forma retroativa. Em 1992, Bayer, Haber e Stornetta incorporaram as árvores Merkle ao projeto, o que melhorou sua eficiência ao permitir que vários documentos fossem coletados em um único bloco. Apesar dos primeiros estudos que originaram o conceito Blockchain ocorrerem no início da década de 90, a primeira rede blockchain foi executada de forma plena pela primeira vez no código fonte original do bitcoin. Portanto, estão intimamente ligados no que diz respeito ao surgimento de ambos. A definição original foi criada em 2008 com a publicação do artigo "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System" publicado por Satoshi Nakamoto (cuja real identidade permanece em aberto apesar de haver algumas especulações a respeito). Em 2009 o código foi lançado como código aberto.
Blockchain é um banco de dados distribuído que teve seu primeiro destaque como base de funcionamento do bitcoin. Blockchain é, portanto, um livro-razão público que é composto por duas partes: uma rede peer-to-peer e um banco de dados distribuído descentralizado.
Rede peer-to-peer
De um modo geral e simples, uma rede P2P é uma arquitetura de computadores ou redes que compartilha tarefas, trabalho, ou arquivos entre pares (peers). Pares são parceiros na rede com iguais privilégios e influência no ambiente. Em uma rede P2P cada computador ou usuário é chamado de nó e coletivamente eles compõem uma rede P2P de nós. A rede P2P na blockchain consiste numa série de computadores e servidores onde cada um atua como um nó na rede. Quando uma nova mensagem entra na rede, a informação nesta mensagem é propagada entre todos os nós da rede P2P. A informação é normalmente encriptada e privada e não há como rastrear quem adicionou a informação na rede, apenas verificar sua validade.
Banco de dados distribuído e descentralizado
A rede como um todo é descentralizada o que significa que não há um ponto único de falha no sistema. Se um nó deixa a rede, outros nós já têm armazenada uma cópia exata de toda a informação compartilhada. De modo inverso, se um nó entra na rede, os nós iniciais imediatamente criam cópias de suas informações para o novo membro.
Blocos e transações
O bloco gênese é codificado no software e serve como o estado inicial do sistema. Ele pode conter informações sobre as regras ou instruções sobre o banco de dados restante. Feito isto, o banco de dados é formado a partir de uma série de blocos que juntos formam uma cadeia. É deste ponto que surge o nome 'cadeia de blocos' (blockchain). Cada bloco na cadeia contém informação ou transações. À medida que se adicionam transações, sua informação é guardada no bloco de acordo com o momento que ela foi processada. Esta combinação de informação e tempo cria um livro-razão que documenta valor ou outros recursos no banco de dados. Após as transações serem empilhadas no bloco, uma assinatura ou "hash" é adicionada no final do bloco. O hash é ligado ao bloco anterior da cadeia. Estes hashes formam as ligações voltando entre as cadeias até chegar ao bloco gênese. O hash inclui o número do bloco atual e o número do próximo bloco da cadeia. Também inclui a data e o momento que foi assinado além da quantidade de transações inclusas no bloco presente. O hash apresenta-se como uma chave encriptografada.
Algoritmo de consenso
No blockchain, o algoritmo de consenso é utilizado para resolver o problema de confiança, ou seja, nenhum dado inserido pode ser apagado e todas as novas inserções devem ser acreditadas por todos. Para isto, deve ser utilizado uma regra (algoritmo) que rege a inclusão de novos dados. Somente pode ser considerado que um novo bloco foi criado (minerado) caso este cumpra “também” a regra definida pelo Algoritmo de Consenso, sendo assim, o novo bloco é incluído no Blockchain, tornando os novos dados públicos. Outro ponto importante é que a definição de um algoritmo de consenso faz com que as decisões sobre o que será inserido do blockchain não dependam de nenhuma entidade centralizadora, garantindo assim a sua independência.
Imagem: btckeychain · BY · Openverse
A área de saúde vem apresentando diversas inovações que utilizam a tecnologia blockchain no desenvolvimento de novas soluções. Atualmente o prontuário médico eletrônico (Electronic Medical Report - EMR) é a excelência no que tange a gestão dos dados relativos à saúde da população. O compartilhamento e a integração desses dados de saúde é considerado crucial para melhorar a qualidade dos serviços de saúde, reduzir os custos médicos e acelerar as pesquisas biomédicas. No entanto, os EMRs estão distribuídos em hospitais e clínicas com sistemas descentralizados, o que dificulta o compartilhamento dos dados e, ainda, o trânsito desses dados para consolidação das informações representa risco à privacidade dos pacientes. Para solucionar esse problema o blockchain junto com contratos inteligentes podem melhorar a interoperabilidade dos dados de saúde, uma vez que todas as transações são validadas através do mecanismo de consenso e nenhum participante pode modificar o dados arbitrariamente.
Web3
Diversos países estão discutindo e aprovando leis para censura e proteção de dados gerados pela internet. Nos dias atuais tudo que é realizado pela internet pode ser rastreado. A utilização da tecnologia Blockchain pode proporcionar uma internet anônima e efetivamente descentralizada. Em julho de 2018, foi aprovado no plenário do Senado Federal o PLC 53/2018, em que dispõe sobre a proteção de dados pessoais e altera a Lei 12.965/16 (Marco Civil da Internet), estabelecendo a Lei Geral de Proteção de Dados brasileira (LGPD). Outros regulamentos similares ao LGPDP no Brasil são o General Data Protection Regulation (GDPR) na União Europeia, que passou a ser obrigatório em 25 de maio de 2018 e aplicável a todos os países da União Europeia, e o California Consumer Privacy Act of 2018 (CCPA), nos Estados Unidos, com sua implementação partindo de uma iniciativa em âmbito estadual, na Califórnia, aprovado em junho de 2018.
Sidechains
Transações bitcoin são armazenadas em um livro-razão transparente, chamado blockchain. Ela é protegida por uma forte rede de hash distribuída, como já explicado. A sidechain é uma blockchain que valida dados de outras blockchains e permite a transferência de bitcoins e outros bens entre blockchains, promovendo uma nova plataforma, aberta para a inovação e desenvolvimento. O uso de um caminho duplo lateral permite que moedas digitais e outros bens sejam transferidos entre cadeias com uma taxa de câmbio fixa ou de outra forma determinística. Uma sidechain atrelada é uma blockchain cujos bens podem ser importados e retornados para outras sidechains. Sidechains permitem que a blockchain seja aprimorada com melhor desempenho e proteção de privacidade. Elas permitem também novas extensões para dar suporte a classes de bens inumeráveis, como ações, títulos, derivativos, moedas do mundo real e/ou virtual, bem como, adicionar recursos como contratos, alças de segurança e registros de propriedade do mundo real. Sidechains podem ter outras sidechains para coisas como micropagamentos. Elas permitem a experimentação e pré-lançamento de futuras sidechains e até mesmo de uma versão beta do bitcoin em si.
Blockchains alternativas
Blockchains alternativas (altcoins) são baseadas na tecnologia bitcoin em conceito e/ou código. Estes projetos geralmente adicionam funcionalidades à blockchain. altcoins podem fornecer soluções incluindo outras moedas digitais. Elas visam desempenho, anonimato, armazenamento e aplicações como contratos inteligentes. Começando com um forte foco em aplicações financeiras, a tecnologia blockchain está se expandindo para atividades incluindo aplicações descentralizadas e organizações colaborativas que eliminam intermediários. Porém, alguns problemas podem ser apontados devido a alta proliferação de altcoins. Primeiro, a segurança e confiabilidade de uma rede blockchain depende de seu tamanho - o número de nós envolvidos - e a blockchain do bitcoin tem vantagens em termos de poder computacional, que torna difícil criptomoedas incipientes ganhar ampla adoção. Segundo, bifurcação no desenvolvimento resulta em uma separação de bens e redes das altcoins. Isso significa que cada altcoin duplica grande quantidade de código e funcionalidade de outras blockchains sem ser diretamente integrada com elas. Isso significa também que bens, como em Bitcoin e Namecoin, não podem ser transferidos diretamente entre blockchains tornando necessário o uso de sidechains.
Aplicações Descentralizadas
Denominam-se aplicações descentralizadas aquelas que são distribuídas e executadas a partir de uma rede ponto a ponto sem uma entidade de controle. O front-end dessas aplicações é hospedado em uma plataforma de armazenamento descentralizada enquanto seu código de back-end é executado em uma rede p2p descentralizada. São características de uma aplicação descentralizada: Importante salientar que as modificações em aplicações descentralizadas devem ser decididas em consenso pela maioria dos seus usuários e deve haver um acordo sobre o algoritmo criptográfico utilizado como prova de trabalho. Diante do exposto infere-se que a blockchain, o Bitcoin e o Ethereum são exemplos de aplicações descentralizadas.
Bancos e Blockchain
Apesar das diferentes aplicações que a blockchain pode suportar, a aplicação financeira, lançada pela moeda criptografada (o bitcoin) é a que está exercendo maior impacto no momento. Muitos bancos já realizam experiências com a finalidade de adaptar o sistema aos seus próprios interesses e necessidades. A descentralização traz diferentes benefícios às instituições financeiras, contribuindo para aprimorar atividades como: Os resultados já se fazem sentir ou são previstos com muita precisão. A tecnologia blockchain vem desenvolvendo importante papel no mercado de valores e transformando definitivamente a face do comércio. Conforme estudos realizados em co-autoria pelo Banco Santander, o sistema blockchain pode eliminar até 20 bilhões de dólares de custos bancários. O banco, que é o 14º maior do mundo, também assegura que é possível utilizar a blockchain em mais de 25 aplicações bancárias.
Qual é o impacto do blockchain para o mercado financeiro?
As transações realizadas por meio do Blockchain têm ganhado cada vez mais espaço no mercado financeiro e não é à toa. Uma pesquisa realizada pela Infosys Finacle mostrou que mais de 80% dos profissionais da área financeira esperam trabalhar com o Blockchain até 2020. Além disso, quase metade das organizações em que eles atuam já estão investindo ou planejam investir nesse método em 2017. Ainda segundo o estudo, o investimento médio em projetos com essa tecnologia deve ser de aproximadamente 1 milhão de dólares somente esse ano. Esse tipo de operação tem diversas vantagens e a principal delas é o modelo peer-to-peer (ponto a ponto), no qual as informações podem ser compartilhadas sem a necessidade de um servidor central. Isso faz com que haja uma redução de custos significativa.
Imagem: Mario A. P. · BY-SA · Openverse
Com o aumento do número de blockchains que têm aparecido, mesmo contando apenas as criptomoedas, a interoperabilidade de blockchain tem-se tornado um tópico muito importante. O objetivo é suportar transferência de assets de uma blockchain para outra blockchain. Wegner disse que a "interoperabilidade é a capacidade de dois ou mais componentes de software cooperarem apesar de diferenças de linguagem, interface e plataforma de execução". O objetivo da interoperabilidade de blockchain é portanto suportar essa cooperação entre blockchains, apesar desses tipos de diferenças. Existem várias soluções de interoperabilidade de blockchain disponíveis. Elas podem ser classificadas em três categorias: abordagens de interoperabilidade de criptomoedas, motores de blockchain e conectores de blockchain. O IETF tem um working group recente, Blockchain-interop, que já produziu um draft de arquitetura de interoperabilidade de blockchain.
Imagem: TLC-kios · CC0 · Openverse
Blockchain é uma base de dados distribuída que mantém um livro-razão expansível de dados e registros. Este livro-razão é criptografado e protegido contra adulteração, revisão e exclusão. Os blocos que compõem a blockchain, processados continuamente à medida do tempo, contém hashes que linkam e indicam informação importante na base de dados. A mistura de transações, blocos e descentralização de dado no livro-razão permite grandes oportunidades em diversas áreas.
