O que é blockchain?

Blockchain é um livro de registros digital mantido por vários participantes. Novos registros são organizados em blocos, e esses blocos são conectados em sequência. Os computadores que participam da rede blockchain verificam as atualizações de acordo com as mesmas regras. Assim, um único administrador de banco de dados não decide sozinho quais registros são válidos.

Mais precisamente, uma blockchain combina estrutura de dados, criptografia, cópias replicadas e regras de consenso. Esses elementos facilitam a detecção de mudanças em registros anteriores e, enquanto as premissas de segurança da rede forem válidas, tornam a reescrita cada vez mais difícil. Eles não tornam toda alteração impossível.

Portanto, uma blockchain é mais do que um banco de dados com hashes. Ela combina regras de validação aplicadas de forma independente com um processo para decidir qual versão válida do registro os participantes seguirão.

Por que usar blockchain em vez de um único banco de dados?

Um banco de dados comum e uma blockchain podem armazenar e consultar dados. A principal diferença é quem mantém os registros e como os participantes determinam qual versão é válida.

Um banco de dados comum costuma ser administrado por uma organização. O administrador decide quem pode ler ou alterar os dados e pode corrigir, excluir ou restaurar registros diretamente. Os usuários confiam principalmente nessa organização e em seus sistemas.

Em uma blockchain, vários nós — computadores que executam o software da rede — verificam atualizações segundo regras compartilhadas e mantêm suas próprias cópias do registro. Uma transação ou um bloco proposto por um nó não se torna válido automaticamente. Outros nós verificam assinaturas, saldos e formato; depois, a rede usa regras de consenso e seleção de ramificação para decidir qual histórico continuar.

As duas abordagens atendem a necessidades diferentes:

• Um banco de dados comum costuma ser mais rápido, mais barato e mais fácil de alterar ou manter privado. Ele é adequado quando uma organização confiável administra a atividade.
• Uma blockchain pode ser adequada quando vários participantes precisam de um registro compartilhado, mas não querem que apenas um deles decida o resultado. Em troca, ela exige mais processamento, comunicação e armazenamento.

Blockchain também não significa que todos podem fazer tudo. Redes sem permissão geralmente permitem que qualquer pessoa participe conforme as regras do protocolo; redes permissionadas reservam certas atividades a organizações aprovadas. O acesso e a influência ainda podem ser desiguais.

Quatro tarefas que mantêm o registro

Transações ou atualizações de estado

Usuários ou aplicativos enviam transações assinadas ou outras atualizações definidas pelo protocolo. Os nós verificam autorização, formato, saldos, números de sequência das transações, condições de gasto e outras regras aplicáveis. Divulgar uma mensagem não a torna válida.

Blocos e compromissos criptográficos

Atualizações válidas são agrupadas em blocos. Um bloco normalmente usa hashes, incluindo resumos em forma de árvore que combinam vários registros, para criar um compromisso criptográfico com o bloco anterior e com seu próprio conteúdo. Se dados anteriores mudarem, os compromissos posteriores deixarão de corresponder, a menos que o histórico afetado também seja reconstruído. Isso permite detectar adulterações, mas não decide sozinho qual histórico a rede aceitará.

Replicação e validação independente

Os nós trocam blocos e mantêm os dados necessários para suas funções. Um nó de validação completa aplica as regras do protocolo por conta própria, em vez de confiar em um explorador de blocos ou na descrição de outro nó. Nem todos os participantes armazenam todo o histórico ou realizam as mesmas tarefas, e “distribuído” não significa que recursos e influência estejam distribuídos igualmente.

Consenso e seleção de ramificação

O consenso coordena a ordem aceita das propostas válidas. Os nós completos do Bitcoin validam blocos, enquanto a prova de trabalho fornece um sinal de seleção de cadeia com base no trabalho acumulado. Na prova de participação do Ethereum, os validadores votam no histórico de blocos: uma regra determina qual ramificação seguir, e os pontos de controle com votos suficientes podem atingir a finalidade definida pelo protocolo. Mecanismos de consenso usam premissas diferentes e não devem ser todos chamados de mineração.

O que muda quando uma transação é aceita?

O Bitcoin usa o modelo de saídas de transação não gastas (UTXO). Uma UTXO é um valor criado por uma transação anterior que ainda não foi gasto. Uma transação válida consome saídas existentes conforme suas condições e cria novas; os nós rejeitam gastos conflitantes. O Ethereum mantém um estado baseado em contas. Suas transações podem atualizar saldos, números de sequência, código de contratos ou armazenamento.

Em ambos os modelos, a blockchain não move arquivos de moedas entre endereços. Os nós calculam o próximo estado com base na sequência aceita de atualizações válidas. Uma carteira prepara e assina instruções ou interage com um provedor; sua interface não é o registro compartilhado.

Evidência de adulteração, reorganizações e finalidade

Os vínculos criptográficos tornam um bloco histórico alterado incompatível com compromissos posteriores, mas os hashes não impedem fisicamente uma reescrita. A resistência vem dos custos e das regras de decisão necessários para substituir o histórico aceito, além da aplicação correta das regras de validação pelos participantes.

O histórico recente pode ser reorganizado quando a regra de seleção da rede escolhe outra ramificação válida. Alguns protocolos oferecem mais confiança à medida que novos blocos se acumulam; outros definem finalidade por votos ou certificados. Essas garantias podem falhar em caso de erros graves, falhas de protocolo ou comprometimento de participantes suficientes. Chamar todos os registros de permanentemente imutáveis esconde essas condições.

O que consenso não prova

O consenso pode mostrar que os participantes da rede aceitaram dados de acordo com as regras do protocolo. Ele não pode comprovar sozinho que uma afirmação sobre o mundo externo é verdadeira. Se um provedor de dados informar uma temperatura ou um sistema registrar a entrega de um pacote, colocar esse valor na blockchain comprova o registro e seu histórico de processamento, não o evento físico.

A mesma distinção vale para o código. A execução determinística pode reproduzir o que um contrato inteligente foi instruído a fazer, mas não garante que o código esteja livre de falhas, que uma interface tenha explicado corretamente a chamada ou que o resultado econômico seja desejável.

Blockchain, criptomoeda e ledger distribuído

Uma blockchain é um tipo de registro distribuído que organiza informações em blocos conectados. Uma criptomoeda é um ativo contabilizado segundo as regras de uma rede. Tecnologia de registro distribuído (DLT) é uma categoria mais ampla e nem sempre usa uma única cadeia de blocos. Alguns registros distribuídos usam um grafo acíclico direcionado (DAG), no qual os registros formam um grafo sem caminho circular em vez de uma sequência de blocos. Portanto, nem todo registro distribuído é uma blockchain.

Uma blockchain pode atender a finalidades além de ativos transferíveis, mas seu uso não torna automaticamente um aplicativo descentralizado, privado, escalável ou confiável. Essas propriedades exigem avaliação separada da governança, da operação dos nós, da visibilidade dos dados e do desenho do protocolo.

Perguntas frequentes

Toda blockchain usa mineração?

Não. A mineração está associada a sistemas de prova de trabalho. Redes de prova de participação usam validadores e votos, enquanto redes permissionadas podem adotar outros protocolos de consenso.

Blockchain é o mesmo que um bloco?

Não. Um bloco é uma unidade de dados definida pelo protocolo. Uma blockchain é o histórico conectado do registro, mantido segundo as regras da rede.

Dados podem ser removidos?

Isso depende do significado de “remover” e do protocolo. Uma reorganização pode retirar blocos recentes do histórico principal; aplicativos podem deixar de exibir dados; alguns sistemas permitem mudanças de estado ou a eliminação de dados locais desnecessários. Compromissos históricos e cópias mantidas por participantes podem permanecer. Excluir, podar, reverter e deixar de fazer parte do histórico principal são operações diferentes.

Conceitos relacionados e leitura adicional

Leia sobre blocos, endereços blockchain, carteiras e taxas de gas, ou retorne ao Glossário de cripto.

Para uma comparação histórica complementar, veja Blockchains, Bitcoin and Ethereum (em inglês). O texto não é uma especificação de protocolo.

Fontes

• NISTIR 8202 — arquitetura, consenso e limites.
• Bitcoin Developer Guide — validação, UTXO e proof-of-work.
• Bitcoin Developer Reference — estruturas de bloco e transação.
• Ethereum: proof-of-stake — validadores, fork choice e finalidade.
• Ethereum: accounts — estado baseado em contas.