O blockchain é uma tecnologia capaz de registrar todas as transações em um ledger , que é um livro digital inviolável e compartilhado entre vários computadores pertencentes à cadeia blockchain , em vez de em um único local centralizado. Até chegar ao estágio do registro dessas transações, existem inúmeros processos que iremos conhecer ao longo deste tópico. Vamos lá?

Toda vez que um usuário da tecnologia blockchain gera uma transação, é criado um token que contém um desafio matemático criptográfico hash com certa dificuldade e uma assinatura do usuário que o gerou. Para sua resolução, esse desafio matemático criptográfico com hash é lançado na rede e leva cerca de 10 minutos para ser validado, em um processo chamado de prova de trabalho ( proof-of work ), que é o resultado da mineração de dados (LAGO, 2017). Veja, no box a seguir, como funciona a mineração.

É importante destacar que, ao instalar o software full nodes , o usuário abdica de ter uma carteira de criptomoeda no mesmo dispositivo por dois motivos: primeiro, pela incompatibilidade dos softwares, e, depois, por se tornar um “validador” das transações que irão ocorrer na cadeia blockchain , por meio da execução de algoritmos, e ser recompensado por essa tarefa.

Assim, após assumir essa tarefa, esse usuário passa a ser denominado minerador , cabendo, ainda, a responsabilidade de montar os blocos da cadeia a partir das transações espalhadas na rede (GHIRARDI, 2020).

Para isso, os mineradores do full nodes baixam parte da cadeia do blockchain , na prática, devido ao elevado tempo em que os blocos gerados por ele levam para serem adicionados.

Agora, para continuar nossos estudos sobre o blockchain , que tal nos aprofundarmos um pouco mais em como os blocos formam uma cadeia?

Blocos da cadeia

Vimos que um bloco é o resultado do agrupamento de transações. No entanto, para ser conectado aos demais blocos para formar a cadeia de blocos, é preciso atender a algumas regras para ser aprovado. Vamos conhecê-las?

A aprovação de um bloco no blockchain é obtida por meio de cálculos matemáticos realizados pelos mineradores , para resolver um enigma e obter um resultado alfanumérico ideal e único, formado pela combinação de dois elementos: um hash e um nonce , que só pode ser usado uma vez. Por exemplo, se a rede aceita apenas um hash igual 4, esse bloco só é autorizado a se conectar aos demais quando um minerador encontra um nonce que torne o hash 4.

A partir dessa autorização , o bloco pode ser integrado à cadeia de blocos, iniciando um processo de validação com todos os blocos anteriores já pertencentes à cadeia, por meio do hash . Para entender melhor como isso funciona, observe a figura seguir:

Na Figura 3.1, perceba que o novo bloco, o 3, ao ser integrado à cadeia, recebe um número de registro das transações realizadas pelo bloco anterior, sob a forma de um hash , para validar todas as informações contidas nos blocos anteriores a ele. Com isso, uma espécie de identificação é obtida por cada um dos blocos, garantindo, assim, sua validação . Por esse motivo, existem dois tipos de hash no bloco: um próprio, que valida suas informações, e outro que valida as informações anteriores a sua entrada na cadeia, para que não sejamos capazes de criar blocos que não estejam na mesma cadeia.

Por fim, cabe destacar que esse modelo de validação garante maior clareza, segurança e a imutabilidade da tecnologia, já que todas as transações são mantidas públicas, podendo ser rastreadas desde a sua origem até o momento em que foram inseridas, garantindo a transparência do processo. Além disso, é impossível enganar os usuários da rede blockchain com blocos aleatórios ou blocos com transações alteradas, pelo processo requerer uma validação de confirmação dos dados inseridos nele e, assim, confirmar sua existência. Ainda não avançamos muito, mas vamos fixar o que já vimos até aqui. Vamos lá!

Vimos que a tecnologia blockchain utiliza o hash para validar, encadear e autorizar os blocos que são interligados, para garantir a integridade da cadeia. Mas você deve estar se perguntando, o que é hash ?

Hash é um elemento identificador único de uma mensagem obtido por uma função matemática, mais conhecida como hash criptográfico, que homogeniza o tamanho dos dados, após sua conversão criptográfica, independentemente do volume de entrada de dados, em um conjunto alfanumérico de caracteres, aparentemente aleatórios, dos dados de entrada, sejam eles: senhas, vídeos, textos, documentos, qualquer tipo de transação etc.

A unicidade do hash , alinhada a sua baixa capacidade de processo computacional, garante a integridade dos dados transacionados no blockchain porque, na ocorrência de mudanças não previstas no envio dos dados de entrada, por mais que seja um ponto ou uma vírgula, a transação é submetida à função de hashing novamente para ser criptografada (MORAES, 2010).

Veja, no elemento a seguir, um resumo das características da função hashing .

A partir dessa breve abordagem sobre as características do hash , podemos avançar e conhecer o seu funcionamento, representado pelo esquema do infográfico a seguir.

É inegável que o blockchain forneceu um modo seguro e sem intermediários, por meio de seu sistema em blocos distribuídos e de um mecanismo de consenso, para as transações entre usuários. Porém, mesmo com toda essa segurança , problemas ainda são relatados por usuários das criptomoedas. Quer saber por quê?

Para começar, esse modelo de descentralização significa que não há uma autarquia centralizadora, com poderes de fiscalização ou regulação, que dê segurança a todas as transações ou até mesmo uma lei que dê garantias caso haja algum problema.

Por esse motivo, é necessário que o usuário tenha cuidado com o manuseio e armazenamento das criptomoedas, já que é o único responsável por elas. O grande problema dessa responsabilidade é o elevado risco que os dispositivos pessoais, celulares e computadores, possuem, por serem vulneráveis a ataques, sendo o mais recomendado custodiar uma parte de suas moedas virtuais em uma exchange . Mas o que é custodiar? E como isso acontece? Leia sobre esse tema no box a seguir.

Já para que o usuário assuma o papel de custodiante, ele precisa solicitar para a exchange a transferência das moedas virtuais de sua posse para a sua carteira de criptomoedas ( wallet ). Mas qual a opção mais segura? Vamos conferir?

Protegendo seu bitcoin

Para que possamos escolher a melhor forma de proteger as moedas virtuais, precisamos, primeiramente, conhecer a tríade que origina os problemas de transação e ataques cibernéticos: falha humana, falha técnica e pessoa mal-intencionada. Para que você possa conhecer melhor cada uma delas, acompanhe o elemento a seguir.

Agora que conhecemos as causas-raiz dos problemas de transação com bitcoin, você deve estar se perguntando: como me proteger?

Para escolher uma exchange , é importante pesquisar e considerar três aspectos sobre a reputação, tempo de atividade e quadro de funcionário, além de outro aspecto relevante, que é o volume negociado dos principais ativos . Mesmo com essa precaução na escolha de uma exchange , é necessário seguir algumas dicas, que são válidas também para wallets . Vamos conhecer a seguir quais são elas:

• senhas e autenticação multifator – as práticas de segurança nesse quesito referem-se a não repetir senhas para acessar contas e serviços e verificar se o processo de validação de dados é suportado pelos padrões de autenticação multifator (MFA) e autenticação de dois fatores (2FA);
• verificar sempre os endereços – sempre que for enviar ou receber moedas virtuais o usuário deve digitar o link em seu navegador e se lembrar de verificar os quatro primeiros dígitos e os quatros finais do endereço, para ter certeza de que é o correto, já que as transações são irreversíveis;
• adotar o armazenamento frio ( cold storage ) – é a prática de deixar as moedas virtuais off-line quando não estão sendo utilizadas, para reduzir as vulnerabilidades contra hackers. Na prática, isso significa armazenar a carteira de moedas em um local seguro que não esteja ligado à rede;
• utilizar antivírus e firewalls – a adoção desses dispositivos de segurança de rede evitam que softwares maliciosos , conhecidos como malware , sejam instalados em computadores e celulares para divulgar suas informações, como senhas.

Especificamente sobre malware , cabe explorarmos mais esse tema. Um malware é um software malicioso desenvolvido para infectar um dispositivo de um usuário e prejudicá-lo de diversas formas, como roubando informações e causando danos ao dispositivo. Dentre os tipos de malware , podemos citar alguns exemplos, como vírus, cavalo de Troia, spyware e worms . Você quer conhecer um pouco mais sobre eles? Então, vamos lá:

• vírus – esse tipo de programa malicioso é caracterizado por se tornar parte de outros programas ou de arquivos, ao se propagar, inserindo cópias de si mesmo;
• cavalos de Troia – mais conhecido como trojan , os cavalos de Troia são caracterizados por executar outras funções além das que foram projetadas. Por exemplo: um gift animado que, ao ser clicado, instala um programa que rouba senhas;
• spyware – é um programa projetado para monitorar atividades de um computador para capturar informações sobre navegação do usuário inseridas em outros programas, como conta de usuário e senhas;
• worms – esse programa é caracterizado por se propagar na rede através do envio de cópias de si mesmo para todos os computadores da rede.

De forma geral, a infecção por esse tipo de software malicioso ocorre através de e-mails , scripts ou ataques realizados por hackers , que se aproveitam de alguma vulnerabilidade de um sistema ou de um aplicativo instalado. Por esse motivo, é fundamental que você mantenha os softwares atualizados e utilize dispositivos de proteção conhecidos, como firewalls e antivírus. Então, para ficar protegido, acesse o link apresentado a seguir, que contém uma cartilha sobre esses tipos de ataques.

Especificamente no universo do blockchain , esses dispositivos evitam que ocorra o ataque cibernético conhecido como 51% , em que uma única pessoa ou grupo de pessoas é capaz de controlar a maioria dos hash rate (segurança da chave), podendo causar alterações de forma intencional ou excluindo blocos, explorando, assim, as falhas no sistema. Em outras palavras, esse ataque possibilita que o invasor confirme transações, impeça o trabalho dos mineradores etc. Ademais, há relatos dos ataques cryptojacking , em que um malware é instalado em um computador para realizar o trabalho de mineração ilegalmente , sem que o proprietário do dispositivo autorize.

Assim, por mais que a tecnologia blockchain ofereça imutabilidade e segurança em suas transações, podem existir problemas devido a falhas humanas , de tecnologia das exchanges e de pessoas mal-intencionadas. Agora que já adquiriu uma certa bagagem, vamos colocar esse conhecimento em prática!

Vimos que as transações realizadas com moedas virtuais ocorrem sobre o blockchain que, dentre outras funcionalidades, é responsável por confirmar e autorizar as transações.

Essa autorização é obtida por meio de um processo rígido e com regras bem definidas, para que os mineradores vasculhem todo o histórico do blockchain para averiguar se, por exemplo, o endereço de origem possui saldo suficiente para concluir a transação com criptomoedas, mesmo só conhecendo apenas as propriedades dos endereços envolvidos.

A prática de disponibilizar apenas os endereços dos envolvidos garante, de certa forma, anonimidade do minerador que validou a transação e dos usuários para os quais o minerador realizou a transação, aumentando sua confiabilidade. Isso porque, mesmo que um minerador aja de má-fé, atuando em benefício próprio, o bloco será rejeitado porque apenas o detentor da chave privada correta é capaz de autorizar a transação com o endereço correto.

Essa chave privada advém do método criptográfico assimétrico, adotado pelo blockchain para tornar o sistema público, ao intercalar suas informações com a chave pública. Em outras palavras, a chave privada funciona como uma identificação do usuário emissor, portanto, deve ser mantida em segredo, enquanto a chave pública pode ser divulgada por funcionar, nesse caso, como parâmetro para troca de comunicação. Veja como isso funciona na figura a seguir:

Mesmo assim, dependendo do valor da transação, é recomendado esperar que um maior número de confirmações de mineradores aconteça, com o intuito de tornar a transação mais segura, mesmo que leve um certo tempo. Lembre-se de que, em média, cada bloco leva cerca de 10 minutos para ser encontrado, portanto, quanto maior o número de mineradores, maior a segurança da rede.

As transações autorizadas a partir do processo de validação existente no blockchain são transmitidas para todos os nós de rede, e o bloco formado pelo agrupamento dessas transações é adicionado à cadeia blockchain .

O funcionamento da mineração

O processo de mineração, como visto, requer primeiramente a instalação de um software full node para que possa haver comunicação com outros elementos da rede e recebimento dos blocos.

A partir dessa adesão, seu trabalho consiste em encontrar a solução do enigma matemático de um bloco em uma estrutura conhecida como pool , encontrando a solução para a prova de trabalho, que, apesar de ser coletiva , seleciona apenas uma para incluir o seu bloco na blockchain , o que torna o processo competitivo, visando à remuneração (SWAN, 2015).

Em outras palavras, a remuneração conhecida como block reward é dada ao minerador que resolve o complexo enigma matemático (expresso sob a forma de uma equação matemática) primeiro , recebendo o direito de publicar no seu bloco todas as transações validadas.

Para se ter uma ideia, Barbosa et al . (2016, p. 57) trazem um tempo estimado para mineração considerando a capacidade computacional dada em megahash por segundo, que é um indicador fundamental para que a rede de bitcoin funcione. Observe, na tabela a seguir, o tempo médio gasto para minerar um bitcoin e a remuneração por dia em bitcoin.

A partir desse resultado apresentado pelos autores, somos levados a uma reflexão: será que a mineração vale a pena?

Percebe-se, a partir dos resultados apresentados por esses autores, a necessidade de um hardware com um alto poder computacional que, diretamente, onera os custos decorrentes da mineração, principalmente de bitcoin, que exige hardwares específicos chamados de ASIC e suas atualizações requeridas, à medida que a rede expande ou a competitividade aumenta. Quer saber mais sobre qual hardware você precisa ter para minerar com qualidade? Veja isso e mais no link do box a seguir.

Além disso, deve ser considerada a energia elétrica, já que os computadores precisam ficar ligados o dia inteiro para fazer verificações das transações, montagem de blocos e realizar tentativas de encontrar a solução hash , o que inviabiliza a mineração no Brasil, pois as tarifas de eletricidade são muito altas. Agora que você está por dentro do processo de mineração, que tal praticar e colocar esse conhecimento em prática?