As cópias de uma blockchain ficam ao mesmo tempo com muitos participantes da rede, ou seja, com os computadores que juntos mantêm a contabilidade dela. Os registros novos são reunidos em blocos, e os blocos são ligados em ordem, um depois do outro. Daí vem o nome: cadeia de blocos.
Imagine um caderno comum do qual muita gente tem uma cópia. Cada folha nova faz referência à anterior, então não dá para arrancar nem reescrever uma folha antiga sem deixar rastro. A cópia de todos os outros continua igual, e a troca chama atenção na hora.
Para que isso serve a você? É a blockchain que deixa a criptomoeda funcionar sem um banco no meio. Quem mantém a contabilidade é a rede inteira, e você não precisa confiar numa única empresa.
Cada bloco parece uma página de livro com cabeçalho. No cabeçalho, entre outras coisas, fica a impressão da página anterior, ou seja, uma sequência longa de números e letras calculada a partir do conteúdo dela. O jeito mais fácil de ver isso é nos blocos 0 e 1 da rede Bitcoin, os primeiros da história.
A impressão do bloco 0 foi copiada exatamente igual no cabeçalho do bloco 1. É assim que as páginas se ligam: o bloco 1 «sabe» qual bloco veio antes dele. Você pode ver esses blocos num explorador de blocos, um site onde aparecem todos os blocos e transferências.
A impressão é calculada por um programa a partir do conteúdo do registro. A propriedade principal dela é que a menor mudança nos dados de origem a transforma por inteiro. Vamos escrever uma transferência simples, «A -> B: 5», e calcular a impressão. Depois trocamos um único dígito, o 5 pelo 6.
As duas impressões não se parecem em nada, embora o registro tenha mudado num único caractere. Esse tipo de impressão se chama hash. É por isso que ninguém consegue retocar um registro antigo sem ser notado: o hash denuncia a troca na mesma hora.
Junte as duas propriedades. Se algo muda num bloco antigo, a impressão dele fica diferente, o cabeçalho do bloco seguinte deixa de bater com ela, e a cadeia inteira dali para frente se desfaz. Muitos participantes também têm uma cópia do livro e comparam as cópias entre si o tempo todo. A troca fica visível para todos ao mesmo tempo, e não existe um ponto único cuja falha pararia tudo.
Essa proteção tem um ponto fraco. Se quase todos os computadores da rede (ou quase todas as moedas que os participantes deixam em garantia pelo direito de conferir transferências) estiverem nas mãos de poucos donos, eles podem impor suas condições à rede. Mesmo assim, não conseguem falsificar a assinatura de outra pessoa numa transferência (quem assina é a carteira do dono, com a chave secreta), não criam moedas do nada e não reescrevem registros antigos. O que eles conseguem é reescrever alguns dos últimos blocos para desfazer uma transferência própria recente e gastar as mesmas moedas outra vez. Numa rede grande, juntar essa fatia é quase impossível; numa rede pequena custa menos, e isso já aconteceu.
Não. Numa blockchain aberta, nenhuma pessoa ou empresa consegue apagar ou corrigir uma transferência já registrada. O erro só se resolve com um registro novo. O destinatário pode, por exemplo, devolver as moedas com uma transferência de volta, mas só se quiser. Desconfie de «serviços» que prometem cancelar uma transferência em troca de pagamento: esse golpe é descrito no artigo phishing e golpes.
Mudar as regras da rede para reparar as consequências só é possível se a maior parte dos participantes concordar. Foi o que aconteceu no Ethereum em 2016, depois de um grande roubo de um projeto. As regras mudaram, e quem discordou continuou mantendo a versão antiga do livro. O caso está detalhado no artigo hard fork.
Quem está começando ganha ao conhecer de antemão o outro lado da blockchain.
Vale comparar a blockchain com duas formas conhecidas de manter registros. No banco, uma única empresa cuida de todos os registros; a planilha online é mantida em conjunto por todos que têm o link.
| Blockchain | Base do banco | Planilha online | |
|---|---|---|---|
| Muitos têm uma cópia? | sim | não | não1 |
| Uma empresa pode alterar um registro antigo? | não | sim | sim |
| Os registros ficam visíveis para todos? | sim2 | não | às vezes3 |
| Funciona sem intermediário? | sim | não | não |
| Dá para corrigir um erro? | não | sim | sim |
| Incluir um registro é rápido e quase de graça? | às vezes4 | sim | sim |
A blockchain pública é aberta a todos. Qualquer pessoa pode lê-la, enviar transferências e participar do funcionamento da rede. A privada é mantida por uma organização ou por um grupo de empresas, que também decide quem tem acesso. O Bitcoin e o Ethereum são públicos; já as blockchains privadas são usadas pelas empresas internamente, por exemplo para controlar entregas. Quase tudo o que nosso site explica funciona em blockchains públicas.
Os blocos são adicionados por mineradores ou validadores, participantes cujos computadores conferem as transferências e as incluem na blockchain em troca de recompensa. O artigo mineradores e validadores fala deles. O espaço num bloco é limitado, então sua transferência primeiro espera a vez numa fila de transferências não confirmadas. No Bitcoin e em muitas outras redes, essa fila se chama mempool. Quem monta o próximo bloco quer ganhar mais e por isso costuma pegar primeiro as transferências que oferecem uma taxa maior (a taxa é o pagamento para a rede registrar a transferência). Uma transferência com taxa mais alta costuma ser confirmada antes. Como a taxa funciona e por que o valor dela oscila tanto é tema do artigo o que é o gas.
Quando a transferência entra num bloco, ela recebe a primeira confirmação, e cada bloco seguinte torna o registro mais seguro. Quantas confirmações sua transferência já tem aparece no explorador de blocos.
Quem paga são os próprios usuários, com as taxas das transferências. Na maioria das redes, quem adiciona blocos também recebe moedas novas como recompensa, regra que normalmente está no código da rede. Há exceções: na rede XRP Ledger, por exemplo, não existe recompensa por bloco, e os validadores trabalham sem ela. As moedas novas aumentam a quantidade total, ou seja, indiretamente todos os detentores pagam por elas, como explica o artigo o que é a emissão. Não há uma empresa cobrando nem uma mensalidade, como no banco.
A ideia de uma cadeia de registros com marcas de tempo foi descrita pelos pesquisadores Stuart Haber e Scott Stornetta já em 19912, e a primeira blockchain de uso em massa foi a rede Bitcoin, em 2009. Depois surgiram muitas outras, bem diferentes entre si, como mostra o artigo o que é uma criptomoeda.
Gastar as mesmas moedas duas vezes se chama gasto duplo, e a tentativa de reescrever os blocos recentes juntando a maior parte da rede é chamada de ataque de 51%. A rede Ethereum Classic, por exemplo, sofreu vários ataques de 51% em agosto de 20203. Esse ataque é analisado em detalhe no artigo mineradores e validadores.
Os programas dentro da blockchain (contratos inteligentes) muitas vezes precisam de dados de fora, como preços. De onde tirar dados confiáveis é o assunto do artigo Chainlink.
