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Resultados de aprendizagem:
No final deste artigo, entenderá:
1. O propósito da publicação técnica e o seu público-alvo
2. Os fundamentos tecnológicos
3. Caso de uso fundamental da Bitcoin
4. Como a rede Bitcoin cria uma estrutura para efetuar pagamentos sem terceiros
5. Por que a Publicação Técnica da Bitcoin tem um autor pseudónimo
A Publicação Técnica da Bitcoin: Descodificada
A Bitcoin é uma rede de pagamento digital que permite a troca da sua própria unidade monetária digitalmente escassa sem um terceiro de confiança.
A razão pela qual a Bitcoin foi criada e como o seu sistema funciona sem uma autoridade central é explicada num documento denominado Publicação Técnica da Bitcoin.
O que é uma publicação técnica?
Uma publicação técnica resume um conceito ou ideia central, propondo frequentemente uma solução para um problema específico.
Antes de lançar a sua publicação técnica, Satoshi Nakamoto (o pseudónimo do criador da Bitcoin) convidou a discussão da sua ideia para um novo sistema monetário. Pediram feedback aos subscritores de uma lista de discussão sobre criptografia em 31 de Outubro de 2008. Em seguida, lançaram a publicação técnica no domínio.
Bitcoin! O que, por que e como
A Publicação Técnica da Bitcoin tenta responder a três questões fundamentais: o que, por que e como. O resumo começa com uma boa resposta à pergunta sobre o que é a Bitcoin.
“Uma versão puramente ponto a ponto do dinheiro eletrónico permitiria que os pagamentos online fossem enviados diretamente de uma parte para outra sem passar por uma instituição financeira.”
A secção de introdução antecipa a pergunta óbvia que se pode seguir: por que precisamos de um sistema de dinheiro eletrónico de pessoa para pessoa? O que há de errado com o que temos agora?
Por que necessitamos da Bitcoin?
As razões que Satoshi apresenta para justificar a necessidade da Bitcoin são críticas ao atual sistema bancário centralizado.
Mediação: Os bancos gastam dinheiro na resolução de disputas, as quais os clientes pagam em taxas de transação.
Limites de transação: A mediação não é suficientemente rentável para que os bancos autorizem os micropagamentos, o que exclui uma potencial base de utilizadores nos países em desenvolvimento.
Pagamentos reversíveis: Os pagamentos não podem ser considerados definitivos, uma vez que os mediadores podem revertê-los.
Confiança: Os bancos exigem as suas informações pessoais; você confia que o seu banco protegerá essas informações.
Fraude: Um sistema bancário baseado na confiança inevitavelmente atrai burlões. Os clientes sofrem os custos disso.
Confiança na autoridade central: Satoshi viu a necessidade de confiar nas autoridades para controlar o fornecimento de dinheiro como um problema significativo a resolver.
Para passar do problemático sistema bancário centralizado para a sua visão descentralizada, Satoshi teve de ultrapassar um problema significativo que as tentativas anteriores de dinheiro descentralizado não tinham conseguido resolver: como garantir que os fundos não são gastos duas vezes (o problema do gasto duplo).
Resolver o problema do gasto duplo com uma cadeia de propriedade
A rede Bitcoin resolve o problema do gasto duplo definindo uma “moeda” como uma cadeia histórica de propriedade. Alice pode enviar bitcoins para Bob fornecendo uma assinatura válida (chave privada) de propriedade e os detalhes públicos (endereço) da próxima pessoa na cadeia de propriedade, Bob.
As assinaturas da Bitcoin são criptográficas para garantir o anonimato e a segurança. No entanto, a utilização de assinaturas para fazer avançar as moedas só pode funcionar com um sistema de verificação de que foram gastas uma única vez, o que exige registos de data e hora verificáveis.
Registo de data e hora e a blockchain
Se Alice, Bob e a rede em geral mantiverem um registo das transações, a única informação que pode resolver qualquer disputa sobre entradas válidas é um carimbo de data e hora imutável – imutável significa que não pode ser alterado.
Satoshi criou uma versão descentralizada do trabalho de Stuart Haber e Scott Stornetta que, nos anos 90, utilizaram anúncios classificados publicados no New York Times como método analógico de registo de data e hora.
Os dados de transação da Bitcoin são agrupados em blocos de dados, recebem um carimbo de data e hora e são submetidos a um hash (passam por um algoritmo criptográfico para produzir um identificador de tamanho uniforme). É importante referir que o carimbo de data e hora do bloco de dados cronológico anterior é incluído no hash para criar uma cadeia – atualmente conhecida como blockchain.
O próximo desafio que Satoshi enfrentou foi como decidir quais dos Nós podem adicionar esse bloco de dados com registo de data e hora e como incentivá-los a serem honestos.
Prova de trabalho (PoW) e recompensas por blocos
Para que um Nó submeta um bloco de transações de bitcoin, deve provar que fez um trabalho suficiente para provar que as suas intenções são genuínas. Se fosse demasiado fácil, a rede seria inundada por dados falsos.
A solução foi exigir que os Nós concorressem num tipo de lotaria em que os vencedores pudessem adicionar um novo bloco à cadeia. A lotaria é um algoritmo que ajusta a dificuldade em função do número de participantes para garantir que seja encontrado um vencedor aproximadamente a cada dez minutos.
Esse processo cria a seguinte sequência para a geração contínua de blocos e emissão de criptomoedas.
- As novas transações são transmitidas a todos os Nós.
- Cada Nó recolhe novas transações num bloco.
- Cada Nó compete para encontrar a PoW para o seu bloco.
- Quando um Nó encontra uma PoW, ele transmite o bloco a todos os Nós.
- Os Nós só aceitam o bloco se todas as transações forem válidas e ainda não tiverem sido gastas.
- Os Nós expressam a sua aceitação do bloco, trabalhando na criação do bloco seguinte na cadeia.
Utilização dos incentivos
Como a execução do algoritmo utiliza eletricidade, a PoW tem um custo. Para garantir a participação dos Mineradores, o Nó vencedor recebe uma recompensa em bloco de bitcoins recém-criado, mais as taxas pagas pelos utilizadores para enviar as transações.
A recompensa de mineração é como a rede Bitcoin emite programaticamente novos bitcoins e impõe a escassez, garantindo que apenas 21 milhões existirão.
Como cada bloco contém o carimbo de data e hora do bloco anterior numa cadeia, os Nós são desencorajados de adicionar transações falsas (gastos duplos) porque teriam de continuar a ganhar a lotaria para manter os dados falsos na cadeia, e a rede apenas respeita a cadeia mais longa. Esses incentivos encorajam os Nós a serem honestos.
Árvores de Merkle e espaço no disco
Em cada passo da explicação de como a Bitcoin funciona como um sistema monetário descentralizado, Satoshi antecipa os desafios. Se cada bloco de dados exigisse uma memória significativa, toda a cadeia ocuparia demasiado espaço em disco de PC médio, impedindo a descentralização da rede.
A sua solução foram as árvores de Merkle, um sistema de verificação eficiente e seguro para condensar grandes conjuntos de dados numa forma mais gerenciável.
Simplificar a verificação dos pagamentos
Embora a Publicação Técnica da Bitcoin se destine a um público tecnicamente competente, Satoshi estava pensando nos aspetos práticos dos utilizadores finais.
A Rede Bitcoin se beneficia do descarregamento de versões completas da blockchain pelos Nós, mas uma pequena empresa que pretenda oferecer pagamentos em Bitcoin poderá não estar disposta a assumir esse compromisso. A secção oito da publicação técnica explica como os pagamentos podem ser verificados sem a execução de um nó de rede completo, muitas vezes descrito como Nós leves ou podados.
Combinação e divisão de transações
No início da publicação técnica, uma moeda é descrita como uma cadeia de assinaturas, mas não é explicado inicialmente como as moedas podem ser divididas ou combinadas. A divisibilidade é uma das principais funções do dinheiro, pelo que Satoshi abordou essa questão ao fazer das transações o agregado de Entradas e Saídas.
Uma Entrada é normalmente uma transação anterior maior, que produz duas Saídas: o montante a gastar e qualquer troco que seja devolvido como uma transação separada.
Simplificando: pense em como gastar £ 10 com uma nota de £ 20 a divide num pagamento de £ 10, com uma devolução separada de £ 10 de troco.
Privacidade – anonimato vs. pseudonimato
Para que a Bitcoin funcione como um sistema descentralizado, todas as transações devem ser anunciadas publicamente, permitindo que qualquer pessoa funcione como um Nó.
O fornecimento de informações pessoais nas transações comprometeria a privacidade dos utilizadores. Para proteger as informações pessoais, os dados que partilha com alguém para que este lhe possa enviar bitcoins são uma cadeia anónima que mistura texto e números.
No entanto, é importante distinguir entre anonimato e pseudonimato. Endereços públicos de bitcoins são pseudónimos, porque podem ser associados a outras informações para revelar sua identidade.
É por essa razão que a Publicação Técnica da Bitcoin menciona que, a cada nova transação, deve gerar um novo endereço público.
Calcular a probabilidade de a Bitcoin ser atacada
Satoshi identificou uma ameaça significativa: uminvasor pode tentar alterar uma das suas próprias transações para recuperar o dinheiro que gastou recentemente.
Para duplicar o gasto de uma transação, o remetente deve assiná-la honestamente para satisfazer o destinatário, enquanto cria simultaneamente outra cadeia, onde a transação é eliminada. Como os Nós seguem sempre a cadeia mais longa, a cadeia falsa deve alcançar a honesta. Satoshi dividiu os vários cenários e probabilidades de quão difícil se torna a cada bloco adicional e a virtual impossibilidade de fazê-lo.
Dada a função bem-sucedida da Bitcoin, durante toda a sua vida, sem interrupções ou qualquer gasto duplo, podemos supor que o Satoshi acertou na sua matemática. Se olhar com atenção para o logótipo da Bitcoin, verá as palavras vires in numeris, que em latim significa força nos números.
Satoshi Nakamoto nunca partilhou a sua identidade e, pouco mais de dois anos depois de publicar a Publicação Técnica da Bitcoin, cessou toda a comunicação. Ao desaparecer, Satoshi legou a Bitcoin aos seus utilizadores e reforçou a sua qualidade descentralizada.
A Publicação Técnica da BitcoinDecodificada – Recapitulação
Um publicação técnica resume um conceito ou ideia central, muitas vezes detalhando a solução para um problema específico.
A Publicação Técnica da Bitcoin explica por que a Bitcoin foi criada e como o seu sistema funciona sem uma autoridade central.
A Publicação Técnica da Bitcoin inclui sete razões pelas quais é necessário um sistema monetário descentralizado:
- Custo da mediação
- Limites de transação
- Pagamentos reversíveis
- Confiança e informações pessoais
- Inevitabilidade da fraude
- Problemas de confiança numa Bitcoin como autoridade central foram bem-sucedidas se outras tentativas de criptomoeda descentralizada falhassem, resolvendo o problema do gasto duplo e definindo as moedas como uma cadeia de propriedade
- O carimbo de data e hora das transações em blocos de dados com hash encadeados cria uma prova verificável de que as moedas não foram gastas anteriormente
A PoW obriga os Nós que adicionam blocos de transações a gastar potência de processamento para participar numa pseudolotaria, cujo custo desencoraja o spam e a desonestidade. Os vencedores da PoW são recompensados com novas bitcoins mais as taxas de transação, que é como as novas bitcoins são emitidas para um limite máximo de 21 milhões.
As árvores de Merkle minimizam o requisito de espaço em disco, garantindo que um PC médio possa executar um Nó.
Os Nós leves simplificam o processo de verificação para as pequenas empresas.
Para garantir a divisibilidade prática, as moedas podem ser divididas e combinadas utilizando Entradas e Saídas. As transações Bitcoin são pseudónimas e não anónimas; uma diferença crucial.