Como funciona a Blockchain

Para entender como funciona uma blockchain, utilizaremos como exemplo a primeira: o Bitcoin. Explicaremos de forma simplificada, mas destacando os principais elementos da blockchain.

Partimos do fato de que existe uma rede distribuída do tipo P2P de computadores (nós).

O conceito de rede P2P é fundamental para entender como funciona uma blockchain. Essa rede está permanentemente ativa e é responsável por operar o sistema do Bitcoin. Para isso, todos os nós executam o mesmo programa, que contém as regras de funcionamento da blockchain.

Vamos começar:

1. Iris deseja enviar um bitcoin para Pepe. Para isso, Iris inicia uma transferência a partir de sua carteira digital para o endereço Bitcoin de Pepe. A transação registra os seguintes dados: endereço de origem, endereço de destino, valor da transferência e a taxa de transação, caso Iris esteja disposta a pagá-la.

2. A transação é difundida pelos nós mais próximos até alcançar toda a rede P2P. Isso acontece simultaneamente com outras transações realizadas por outros usuários da rede.

3. As transações acumulam-se em uma mempool, que é um arquivo onde os nós armazenam as transações que ainda não foram incorporadas na blockchain e, portanto, estão pendentes de validação.

4. Os nós mineradores (computadores), que armazenam a blockchain completa, competem na criação de um novo bloco. Para isso, formam seu bloco candidato tomando transações da mempool (em média cerca de mil), adicionando um cabeçalho, que, entre outros dados, contém: o número do bloco (ou altura do bloco), o hash do último bloco criado, a hora de criação, um resumo das transações incluídas e um número dummy denominado nonce, que será usado para participar na prova de trabalho a ser realizada.

5. Com seu bloco candidato formado, cada nó minerador participa de uma competição denominada prova de trabalho, que exige o máximo de sua capacidade de processamento, gerando hashes utilizando uma função como a SHA-256. A competição dura, em média, 10 minutos até que um nó minerador obtenha um hash correto. O nó minerador que encontrou a solução transmite seu bloco vencedor para todos os nós da rede para verificação.

6. Os nós verificam se as transações estão corretas (por exemplo, se Iris possui bitcoins para transferir a Pepe e se Iris autorizou essa transferência utilizando sua chave privada) e se foi obtido um hash que atende aos requisitos da prova de trabalho. Se tudo estiver correto, o novo bloco é aceito e adicionado à blockchain. O nó vencedor recebe do sistema a recompensa em bitcoins definida naquele momento (atualmente 6,25 BTC) e as taxas incluídas nas transações de seu bloco.

7. Os nós da rede removem de suas mempools as transações que já estão no novo bloco e voltam a trabalhar a partir do ponto 4. A transferência de Iris para Pepe já foi validada pela rede e registrada para sempre na blockchain.

Aqui está um vídeo que resume o processo descrito acima: