Quando você compra algo numa loja, você se separa das notas de dinheiro e recebe o item que pagou em troca — há uma clara transferência de valor. Com a banca digital, como um cartão de débito ou crédito, o banco comunica-se com o retalhista para garantir que o montante seja deduzido da sua conta. No entanto, com as criptomoedas, o processo não é tão claro. Isso levanta a questão de como a rede de blockchain impede que a criptomoeda seja gasta duas vezes. É aqui que a tecnologia de blockchain garante a segurança da transação através da finalidade do bloco.

O que é a Finalidade do Bloco?

A finalidade do bloco refere-se à natureza permanente de uma transação uma vez que é registada na blockchain. Ao contrário das finanças tradicionais, onde as transações podem ser revertidas, as transações na blockchain tornam-se irreversíveis assim que alcançam a finalidade. Isto é essencial para manter a integridade da rede, uma vez que nenhum participante pode interferir ou alterar transações passadas.

O ponto em que a finalidade é alcançada depende do mecanismo de consenso em uso nessa blockchain específica. Seja através de Prova de Trabalho (PoW), Prova de Participação (PoS) ou outros modelos de consenso, cada rede tem um método para determinar quando uma transação é confirmada e permanentemente incluída na blockchain.

Como funciona a finalidade do bloco?

Cada rede blockchain é única, com suas características distintas, mas a finalidade do bloco - um conceito chave para a segurança - existe em todas as redes, alcançada através de métodos diferentes. O mecanismo de consenso, que verifica transações e garante a segurança de uma rede descentralizada, é fundamental para a forma como a finalidade é alcançada em todas as blockchains.

Diferentes blockchains empregam vários mecanismos de consenso adaptados às suas necessidades. Exemplos populares incluem prova de trabalho (PoW), prova de participação (PoS) e prova de histórico (PoH) - os dois últimos exemplos são usados em conjunto na rede Solana. Esses mecanismos definem como as transações são verificadas e quando alcançam a finalidade, ou seja, são permanentemente registradas e não podem ser revertidas.

Por exemplo, o Bitcoin usa o mecanismo tradicional de prova de trabalho, onde os mineiros competem para resolver algoritmos complexos para validar transações. Uma característica chave do PoW, especialmente relevante para a finalidade do bloco, é a regra da "cadeia mais longa". Neste sistema, a cadeia com o trabalho acumulado mais é considerada válida. À medida que mais blocos são adicionados à blockchain do Bitcoin após uma transação, sua finalidade se fortalece, tornando-a cada vez mais segura e irreversível.

Origem: gsr.io

A finalidade é alcançada de forma diferente nas redes de prova de participação (PoS), como o Ethereum, após a transição para o Ethereum 2.0. Em vez de mineradores, os validadores são escolhidos com base na quantidade de criptomoeda que têm apostado. Estes validadores são responsáveis por propor e validar novos blocos. As redes PoS utilizam protocolos como o “Casper” para impor regras de finalidade.

Origem: unitychain.io

Uma vez que um bloco é validado e adicionado ao blockchain, requer o consenso da maioria dos validadores para ser revertido, o que envolveria o sacrifício dos seus ativos apostados. Este dissuasor económico, combinado com a exigência de múltiplas confirmações, garante que, uma vez que uma transação atinge a finalidade numa rede PoS, é extremamente difícil e dispendioso reverter, tornando-a tão segura como PoW, mas com maior eficiência e escalabilidade.

Tipos de Finalidade de Bloco

Diferentes blockchains têm meios diferentes de alcançar a finalidade. Em todas as várias redes e respetivos mecanismos de consenso, o blockchain tem quatro tipos principais de finalidade. São classificados pelo grau de certeza e irreversibilidade de transações e blocos uma vez adicionados à rede. Os diferentes tipos de finalidade de bloco incluem:

Finalidade Probabilística

Mais comum em redes de prova de trabalho como a Dogechain, a finalização probabilística é uma finalização simples baseada em cadeias. Em vez de uma finalização absoluta assim que um bloco foi adicionado a uma rede, é considerada provavelmente finalizada, e a probabilidade e a certeza da transação aumentam com os novos blocos registrados em cima desse bloco inicial. Diz-se que a finalização probabilística foi alcançada quando uma transação foi minerada, registrada na cadeia pública e um bloco subsequente foi minerado após ela.

Finalidade Absoluta

A finalidade absoluta é o mais alto grau de certeza sobre a permanência de uma transação uma vez confirmada. Com a finalidade absoluta, uma vez que uma transação é confirmada e registrada no blockchain, ela nunca pode ser alterada ou revertida. A finalidade absoluta é mais comum em redes blockchain como Stellar e Ripple, que utilizam um consenso federado. Um mecanismo de consenso federado é suportado por um grupo de validadores confiáveis que garantem a segurança da rede ao confirmar blocos individuais.

Finalidade Económica

A finalidade econômica difere no sentido em que a segurança depende de ganho ou perda financeira. É uma característica do mecanismo de consenso de prova de participação, onde os validadores devem apostar tokens para participar na segurança da rede. Eles também correm o risco de perder tokens apostados se agirem de forma maliciosa. Assim, a confirmação do bloco é impulsionada por incentivos financeiros, e a segurança é mantida através de dissuasores financeiros. Em redes como o Ethereum, o custo de ações maliciosas, como gastos duplos ou reversão de transações, excede a recompensa potencial por validar blocos, garantindo a finalidade da transação e a segurança da rede.

Finalidade Instantânea

Este é o nível mais elevado e o tipo mais difícil de alcançar em termos de finalidade do bloco. Com a Finalidade Instantânea, uma transação é considerada confirmada e consequentemente irreversível assim que é registrada na rede. Realisticamente, esse nível de finalidade requereria modificações significativas na natureza tradicional de uma blockchain e no processo de confirmação de transação.

Não se pode dizer categoricamente se alguma rede alcançou a finalidade instantânea, mas algumas blockchains que usam mecanismos de consenso tolerantes a falhas bizantinas (BFT), como o Cosmos, são ditas alcançar uma finalidade quase instantânea. O protocolo Shardeum é uma rede que tenta alcançar resultados semelhantes usando o mecanismo de consenso Proof of Quorum, que garante um livro-razão compartilhado na confirmação de transações realizadas na rede.

Finalidade do Estado

Outro tipo de finalidade está mais preocupado com a visão geral, sendo o próprio blockchain em vez de transações individuais. Com a finalidade de estado, é considerado se uma transação de estado, que é uma mudança no estado do blockchain, como a execução de um contrato inteligente, pode ser modificada ou revertida depois de concluída. A finalidade de estado também é importante porque, para protocolos descentralizados como Ethereum e Solana, a permanência de contratos inteligentes executados é importante para a segurança e eficiência de aplicativos descentralizados.

Por que é importante a Finalidade do Bloco?

A finalidade do bloco é mais importante em conversas sobre segurança e fiabilidade da rede. No entanto, este conceito fundamental é melhor compreendido no contexto dos contratos inteligentes e da questão do gasto duplo.

Os contratos inteligentes são a espinha dorsal das aplicações descentralizadas, mais comuns em redes DeFi como Solana e Ethereum. Na finança descentralizada (DeFi), os contratos inteligentes automatizam transações financeiras como empréstimos, empréstimos e negociação sem intermediários. A finalidade do bloco é essencial para que esses processos funcionem de forma suave e segura.

Por exemplo, quando um usuário inicia uma troca em uma exchange descentralizada (DEX) como Uniswap, um contrato inteligente combina automaticamente a negociação e transfere tokens entre os usuários. A finalidade do bloco garante que a negociação seja imutável assim que esta transação for confirmada e registrada na blockchain. Sem finalidade, um ator malicioso poderia potencialmente reverter a transação ou explorar o sistema, minando a integridade do ecossistema DeFi. Sem finalidade de bloco, o resultado desses contratos seria incerto, abrindo a porta para disputas ou ataques potenciais, como gasto duplo ou reversões de transação.

O conceito de gasto duplo é outro exemplo em que se percebe a importância da finalidade do bloco. O gasto duplo é um problema que ocorre quando o mesmo token é gasto mais de uma vez em várias transações. É considerado um ataque, pois permite ao ator malicioso gastar as mesmas moedas mais de uma vez. A finalidade do bloco impede o gasto duplo, garantindo que ele seja registrado assim que uma transação tenha sido executada. Uma vez que uma transação tenha sido confirmada e registrada na rede de blocos, o livro-razão do blockchain registrou permanentemente que um token foi gasto na execução de uma transação específica. Por exemplo, uma vez que a transação é verificada, todos os nós compartilham o mesmo registro do blockchain em uma rede de prova de trabalho que diz que esses tokens foram gastos. Dessa forma, um ator malicioso não pode gastar os mesmos tokens novamente.

Finalidade do bloco em diferentes camadas 1

A finalidade do bloco determina a permanência de cada transação emitida no blockchain. No entanto, a tecnologia blockchain é extremamente complexa e muitos outros fatores estão envolvidos no processamento de transações no blockchain.

A finalidade do bloco não é a única coisa envolvida no processamento de transações. Outros conceitos como latência de rede, tempo de bloco e TPS (transações por segundo) são consideravelmente mais importantes. A latência de rede pode ser descrita como o tempo observado entre quando uma transação é emitida e confirmada. Por outro lado, o tempo de bloco é o tempo que leva para minerar cada bloco antes que possa ser adicionado à rede. Transações por segundo (TPS) são frequentemente confundidas com a latência de rede, mas TPS é o número total de transações que uma rede pode gerenciar por segundo. Pode ser descrito como a taxa de transferência de uma rede.

Outros conceitos como altura do bloco, tamanho do bloco e blocos órfãos valem a pena considerar. A altura e o tamanho do bloco referem-se ao número de blocos anteriores ao bloco atual na cadeia de rede, enquanto o tamanho refere-se à quantidade total de fate que pode ser registrada na cadeia. Por exemplo, o tamanho típico do bloco na rede Bitcoin é de 1MB, enquanto o do Ethereum é de 1MB. Os blocos órfãos na cadeia são consequência da regra da cadeia mais longa. Como explicado anteriormente, o bitcoin segue a regra da cadeia mais longa, adotando a cadeia com a maior prova. Como resultado dessa regra, os blocos já minerados que são descartados em favor da cadeia mais longa se tornam blocos órfãos separados do restante da blockchain.

Obstáculos à Finalidade do Bloco

Hard Forks

Um dos principais desafios para a finalidade do bloco é a ocorrência de bifurcações rígidas. Uma bifurcação rígida ocorre quando um blockchain se divide em dois caminhos distintos devido a uma mudança no protocolo ou desacordo entre os participantes. Isso cria duas versões do blockchain, ambas das quais podem temporariamente reivindicar ser a cadeia legítima. No contexto da finalidade, uma bifurcação rígida interrompe a certeza de que as transações são permanentes e irreversíveis. Se a cadeia bifurcada for aceita como dominante, as transações confirmadas na cadeia anterior podem ser invalidadas, minando a confiança que os usuários depositam na finalidade da rede.

Latência de rede e atrasos de comunicação

Outra questão que afeta a finalidade do bloco é a latência da rede ou a comunicação lenta entre nós. Em redes descentralizadas, os nós devem comunicar-se frequentemente para concordar com o estado da blockchain e confirmar transações. Se houver atrasos na comunicação, quer devido à distância física ou à congestão da rede, pode abrandar a validação do bloco e levar à incerteza sobre a finalidade das transações. Em sistemas de prova de participação ou prova de trabalho, a propagação lenta do bloco pode criar bifurcações temporárias, levando a uma potencial reorganização de blocos, o que atrasa a finalidade da transação.

Vulnerabilidades de Contratos Inteligentes

As vulnerabilidades dos contratos inteligentes também desafiam a finalidade do bloco, especialmente em plataformas como o Ethereum que suportam aplicativos descentralizados. Se um contrato inteligente contiver um erro ou for explorado por atores maliciosos, as transações que inicialmente eram consideradas finais podem precisar ser revertidas ou contestadas. Embora as blockchains sejam projetadas para impedir a adulteração do histórico de transações, a complexidade dos contratos inteligentes cria uma camada adicional de risco. Se um contrato for comprometido, as consequências podem ser graves, pois até mesmo transações finalizadas podem ser invalidadas por meio de intervenção legal ou comunitária.

Um exemplo emblemático é o infame hack do DAO em 2016, onde um atacante explorou uma vulnerabilidade no código de uma organização autônoma descentralizada (DAO) para drenar $ 60 milhões em Ether. Embora a blockchain tenha tecnicamente alcançado a finalidade ao confirmar essas transações, a exploração desencadeou um hard fork na rede Ethereum, levando à criação do Ethereum Classic.

Ataques de 51%


Um ataque de 51% é uma das ameaças mais graves à finalidade de bloco. Ocorre quando uma única entidade ou grupo controla mais de 50% do poder computacional da rede ou tokens em jogo. Com essa maioria, eles podem reescrever a história do blockchain criando cadeias alternativas, gasto duplo ou revertendo transações previamente confirmadas. Isso mina o princípio fundamental da finalidade, pois torna possível que os atacantes adulterem blocos que antes eram considerados seguros e irreversíveis. Embora tais ataques sejam difíceis de executar em redes grandes e bem estabelecidas, eles continuam sendo uma preocupação significativa para blockchains menores ou menos descentralizados.

Conclusão

A finalidade do bloco é um conceito fundamental da tecnologia blockchain, pois garante que as transações, uma vez confirmadas, sejam permanentes e irreversíveis. É responsável por garantir a segurança das redes de criptomoedas e por prevenir atividades maliciosas como o gasto duplo.

À medida que as redes de blocos continuam a crescer, novos mecanismos de consenso são concebidos juntamente com novos processos para alcançar a finalidade do bloco. Mesmo assim, os desafios à finalidade do bloco continuam a existir, destacando a importância do desenvolvimento de redes mais fortes.