O que é Bitcoin? Um Guia para Principiantes do Livro Branco

O que é BTC & Como Funciona?

O tema do Bitcoin é tão profundo quanto se quer fazer dele. Simplificando, Bitcoin é um sistema de dinheiro electrónico peer-to-peer que utiliza um livro-razão público, um algoritmo de consenso “Prova de trabalho”, e criptografia de chave privada. Se isso for suficiente para si e as engrenagens estiverem em movimento, então pode parar de ler e começar a utilizá-la. Caso contrário, aprofundaremos o porquê da sua existência e como mudou para sempre a paisagem financeira do mundo. Gostaria de saber mais?

Quem criou o Bitcoin?

Satoshi Nakamoto

Não há nenhum criador oficial de Bitcoin, mas sim um pseudónimo. Embora o whitepaper tenha sido escrito por alguém que se intitulava Satoshi Nakamoto, não há confirmação oficial sobre quem representa este pseudónimo. Há apenas especulação, será Adam Back? Hal Finney? Craig Wright?

Uma vez que não podemos dizer verdadeiramente quem o fez, podemos pelo menos tentar compreendê-lo. A fim de compreender como surgiu a tecnologia Bitcoin e como ela mudou a forma como as finanças funcionam, é importante conhecer brevemente a progressão das soluções para os problemas informáticos de vários matemáticos e cientistas informáticos.

Problema dos generais bizantinos

O problema dos generais bizantinos é uma abstracção para o problema da computação distributiva em que a informação precisa de viajar através de ambientes hostis sem ser molestada a fim de funcionar correctamente.

A metáfora tem generais leais que rodeiam uma cidade inimiga onde devem chegar a um consenso sobre se devem atacar ou recuar; é necessário um consenso, ou o cerco certamente falhará. O problema é que há generais traidores que tentam divulgar informação maliciosa a generais honestos com o objectivo de dividir o consenso e impedir o ataque. Por isso, vai com uma rede de computadores.

Em relação ao Bitcoin, este problema é utilizado para encontrar um método para assegurar que os nós honestos cheguem a acordo sobre a razão pública das transacções num ambiente de nós hostis. Uma das soluções mais práticas era o envio de mensagens criptografadas utilizando criptografia.

Criptografia de Chave Pública

Embora o problema possa ser resolvido utilizando muitas formas de encriptação, a utilização de um par de chaves públicas/privadas seria o catalisador para mudar para sempre o panorama financeiro.

A ideia básica é gerar um par de chaves, uma chave privada e uma chave pública derivada da chave privada. A chave privada seria, adivinhou, mantida privada enquanto a chave pública é transmitida publicamente para ser utilizada por qualquer pessoa. Há muitas maneiras de utilizar a chave pública para verificar a propriedade ou legitimidade de uma mensagem, mas não há maneira de encontrar a chave privada a partir da chave pública.

Em relação às moedas criptográficas, a chave privada é utilizada para assinar (criar um hash de) uma transacção em que a chave pública utilizada para verificar a assinatura como estando ligada à chave privada sem revelar a chave pública.

O Hashcash de Adam Back

Em 1997, Adam Back anunciou o seu pacote Hashcash ao grupo de mensagens Cypherpunks como contra-medida para enviar spam por correio electrónico e, mais tarde, para ataques de Negação de Serviço. A ideia era criar um protocolo no qual um remetente de correio electrónico tivesse de criar um hash do seu correio electrónico que exigisse um certo dispêndio de poder informático.

Este hash precisava de ser relativamente difícil de criar mas fácil de decifrar para fornecer uma prova de remetente ou prova de trabalho do remetente. Para o utilizador quotidiano isto significaria que o correio electrónico é atrasado por uma quantidade insignificante de tempo, mas para o spammer cujo modelo de negócio requer o envio de dez mil e-mails por minuto isto seria dispendioso.

Estas são explicações incrivelmente breves de problemas complexos, e sugiro que se embarque numa leitura mais aprofundada para compreender a importância destes marcos. Mas por agora, estes conceitos são importantes para saber quando se aprende sobre criptografia como ferramenta financeira.

Como funciona o Bitcoin?

Embora a taxa de mercado para o acesso a uma única bitcoin pareça actualmente assustadora, (a bitcoin é actualmente ~24K USD) pode estar certo de que o negócio pode ser feito utilizando denominações de uma bitcoin conhecida como ‘satoshis’. Há cem milhões de satoshis num bitcoin, como cem cêntimos num dólar. Mas a moeda é apenas uma unidade de conta na Rede Bitcoin. O levantamento pesado da rede é feito debaixo do capô e mantido afastado dos utilizadores em geral.

A Transacção

A rede Bitcoin baseia-se nas regras que unem técnicas criptográficas para comunicar com segurança entre carteiras e blocos para guardar dados (UTXOs), e nós para incentivar a honestidade dos mineiros. Esta síntese não fornecerá uma explicação técnica completa, mas podemos começar com uma breve síntese de dois conceitos-chave.

Uma breve explicação dos UTXOs

É crucial ter uma compreensão superficial do modelo Bitcoin Unspent Transaction Output (UTXO ), ao contrário do modelo de conta que outras redes utilizam.

Para os nossos propósitos educacionais, os UTXO’s podem geralmente ser descritos como um sistema de dinheiro/mudança semelhante ao de gastar dinheiro vivo:

1. 1. Tenho um UTXO com 2 BTC e quero enviar 1 BTC para a carteira do Bob.
2. 2. Os 2 BTC UTXO inteiros com as minhas informações associadas a ele estão incluídos como uma transacção, desbloqueados e divididos em dois 1 BTC UTXO’s.
3. 3. A minha informação chave é então anexada a uma das UTXO’s enquanto a informação chave de Bob é anexada à outra.
4. 4. Cada UTXO está bloqueado e agora associado às respectivas carteiras na transacção. Cada um de nós tem agora um UTXO com 1 BTC.

Estas etapas são recolhidas e armazenadas num bloco, criado pelos mineiros, na cadeia de bloqueio. Esta é uma explicação simples mas que o ajudará a contextualizar melhor as funções e limitações da rede Bitcoin.

Cadeia de bloqueio: Um Ledger Público

O conceito central de um sistema de dinheiro entre pares é a confiança, ou falta dela. Sistemas monetários eficazes empregam um terceiro (um trust ou banco) para assegurar a contabilidade exacta das transacções, bem como a detecção de fraude.

A Satoshi afirmou que esta nova rede deve utilizar prova criptográfica em vez de confiança para que a transacção peer-to-peer funcione. Os pares também precisavam de uma única fonte de verdade para chegar a acordo e foi utilizada uma cadeia de bloqueio para resolver estas variáveis. Cada nó da rede teria uma cópia do registo de conta e isto serviria como ponto de verdade para a rede e os mineiros que extraem os blocos para ela.

Mais sobre Blockchain

Blockchain não é um conceito novo e é simplesmente um livro razão digital imutável feito de blocos contendo transacções (dados). A imutabilidade refere-se à propriedade da cadeia de bloqueio em que os blocos só podem ser acrescentados, não removidos ou alterados. Cada novo bloco utilizaria um hash do bloco anterior para impor as propriedades imutáveis do livro razão, tornando mais fácil para a rede verificar cada hash mas incrivelmente difícil de recriar cada hash.

Quaisquer alterações detectadas na cadeia tornam os dados inválidos por não corresponderem ao registo distribuído por toda a rede. Mas como é que a rede sabe quais os hashes a registar como verdade?

De onde vem o Bitcoin?

Há duas maneiras de conseguir bitcoin: pode comprar bitcoin de uma troca como AscendEX com fiat ou pode prestar um serviço em troca de bitcoin. Para responder à questão de onde vem, terá de empregar o método número dois, mas em vez de prestar um serviço a um cliente, o seu cliente seria a rede.

Prova de trabalho e Bitcoin Mining

Revimos brevemente algumas das principais mecânicas do software Bitcoin como UTXOs, blockchain, e criptografia de chave pública. Agora podemos explicar com segurança a mineração em bloco e o objectivo da prova de trabalho.

Os mineiros de bitcoin são nós que gastam energia e energia informática para encontrar o próximo haxixe de um bloco na cadeia de blocos. Estes computadores realizam cálculos milhares de vezes por segundo até encontrarem um haxixe correspondente. O mineiro recolhe então a transacção ‘coinbase’ como recompensa e passa a encontrar o bloco seguinte. O resto da rede actualiza então a sua cópia do livro razão e transmite-a para o resto da rede.

Nota: A simples extracção de um bloco não garante o sucesso de um mineiro, o hash tem de coincidir com o próximo bloco encontrado na cadeia. Os nós honestos referir-se-ão apenas à cópia mais longa da cadeia de bloqueio.

A prova de trabalho como conceito não mudou muito desde que foi criada para ser utilizada com Hashcash. A ideia é exigir um dispêndio de energia sob a forma de poder informático para mostrar que já passou algum tempo, e que o trabalho foi feito. É uma das poucas formas de representar o tempo linear numa rede, uma vez que leva tempo a um computador calcular o algoritmo necessário para resolver o hash utilizado (SHA-256) em Bitcoin.

A matemática/desenho funciona para que um mineiro encontre um hash a cada ~10 minutos, dependendo da dificuldade definida pela rede em resposta à quantidade de mineração que está a acontecer. Quanto mais mineiros na rede, maior é a dificuldade.

Máxima Abastecimento e Recompensa Reduzir para metade

Um dos principais pontos de venda com que se deparará é o calendário de inflação constante da Bitcoin. Haverá apenas 21 milhões de bitcoins em circulação quando o calendário estiver completo, por volta do ano 2140. Durante esse tempo, os mineiros de bitcoin continuarão a recolher a sua transacção de recompensa de criação de blocos onde a recompensa será cortada para metade aproximadamente a cada quatro anos ou ~210.000 blocos.

Uma nota sobre a mineração em bloco

A questão óbvia é: Porque é que alguém não faria a sua própria cadeia de bloqueio para enganar a rede? Isto é o que é referido como um “ataque” à rede. Requer uma quantidade significativa de energia, 51% do poder computacional da rede, para extrair um bloco legítimo e requer uma quantidade significativa mais para extrair um bloco ilegítimo e depois igualar os hashes da cadeia de bloqueio para encaixar neste bloco falso. É mais rentável comportar-se honestamente nesta rede do que tentar subvertê-la.

A ideia ainda é tornar incrivelmente difícil criar o haxixe do que verificar o haxixe.

Fácil de aprender, difícil de dominar

As interacções dos utilizadores da rede Bitcoin não são assim tão complexas, só que o utilizador médio nunca teve de empregar a criptografia nas suas transacções diárias. A camada de complexidade provém dos passos adicionais acrescentados para ofuscar os aspectos não seguros de uma transacção financeira.

A compreensão dos conceitos-chave acima não se destina a dar-lhe um domínio do assunto, mas simplesmente a dar-lhe as ferramentas para se aprofundar num tópico complexo como o Bitcoin. Há a Economia, a Filosofia, o debate sobre o uso de energia na prova de trabalho, as obras duras, a segurança da frase Semente e assim por diante e assim por diante. Mais sobre os que estão por vir!