O que faz uma Blockchain segura?
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O que faz uma Blockchain segura?

O que faz uma Blockchain segura?

Iniciante
Publicado em Mar 4, 2019Atualizado em Jan 31, 2023
6m
As redes Blockchain são protegidas por uma variedade de mecanismos que incluem técnicas criptográficas avançadas e modelos matemáticos de comportamento e tomada de decisão. A tecnologia Blockchain é a estrutura fundamental da maioria dos sistemas de criptomoeda e é o que impede que esse tipo de dinheiro digital seja duplicado ou destruído.
O uso da tecnologia Blockchain tamb√©m est√° sendo explorado em outros contextos onde a imutabilidade e a seguran√ßa dos dados s√£o altamente valiosas. Alguns exemplos incluem o ato de registrar e rastrear doa√ß√Ķes √† institui√ß√Ķes de¬†caridade, bancos de dados m√©dicos e gerenciamento da¬†supply chain (cadeia de suprimentos).

No entanto, a segurança Blockchain está longe de ser um assunto simples. Portanto, é importante entender os conceitos e mecanismos básicos que garantem proteção robusta a esses sistemas inovadores.


Conceitos de imutabilidade e consenso

Embora existam muitos recursos que atuam na seguran√ßa associada √† Blockchain, dois dos mais importantes s√£o os conceitos de imutabilidade e consenso. Consenso refere-se √† capacidade dos n√≥s, dentro de uma rede Blockchain distribu√≠da, de concordar com o estado verdadeiro da rede e com a validade das transa√ß√Ķes. Normalmente, o processo de obten√ß√£o do consenso √© dependente dos assim chamados¬†algoritmos de consenso.

Imutabilidade, por outro lado, refere-se √† capacidade da Blockchain de impedir a altera√ß√£o de transa√ß√Ķes que j√° foram confirmadas. Embora essas transa√ß√Ķes geralmente estejam relacionadas √† transfer√™ncia de criptomoedas, elas tamb√©m podem se referir ao registro de outras formas n√£o monet√°rias de dados digitais.

Combinados, o consenso e a imutabilidade fornecem a estrutura para seguran√ßa de dados em redes Blockchain. Embora os algoritmos de consenso garantam que as regras do sistema estejam sendo seguidas e que todas as partes envolvidas concordem com o estado atual da rede, a imutabilidade garante a integridade dos registros de dados e transa√ß√Ķes ap√≥s cada novo bloco de dados ser confirmado como v√°lido.


O papel da criptografia na segurança Blockchain

As redes Blockchain dependem muito da criptografia para alcançar a segurança de seus dados. Uma função criptográfica que é extremamente importante em tal contexto é o hashing. Hashing é um processo pelo qual um algoritmo conhecido como função hash recebe uma entrada de dados (input) de qualquer tamanho e retorna uma saída (output) determinada que contém um valor de comprimento fixo.

Independentemente do tamanho da entrada, a saída sempre apresentará o mesmo tamanho. Se a entrada mudar, a saída será completamente diferente. No entanto, se a entrada não mudar, o hash resultante será sempre o mesmo - não importa quantas vezes você execute a função hash.

Dentro das redes Blockchain, esses valores de saída, conhecidos como hashes, são usados como identificadores exclusivos para blocos de dados. O hash de cada bloco é gerado em relação ao hash do bloco anterior, e é isso que faz a ligação dos blocos, formando uma cadeia de blocos. Além disso, o hash do bloco depende dos dados contidos nesse bloco, o que significa que qualquer alteração feita nos dados exigiria uma alteração no hash do bloco.

Portanto, o hash de cada bloco é gerado com base nos dados contidos nesse bloco e no hash do bloco anterior. Esses identificadores de hash desempenham um papel importante na garantia da segurança e imutabilidade do blockchain.

O Hashing tamb√©m √© aproveitado nos algoritmos de consenso utilizados para validar transa√ß√Ķes. Na blockchain do Bitcoin, por exemplo, o algoritmo de Proof of Work (PoW) usado para obter consenso e para minerar novas moedas, utiliza uma fun√ß√£o hash chamada SHA-256. Como o nome sugere, a fun√ß√£o SHA-256 recebe a entrada de dados e retorna um hash de 256 bits ou 64 caracteres.

Al√©m de fornecer prote√ß√£o para registros de transa√ß√Ķes em¬†ledgers, a criptografia tamb√©m desempenha um papel importante na garantia da seguran√ßa das carteiras usadas para armazenar criptomoedas. As chaves p√ļblicas e privadas que permitem respectivamente que os usu√°rios recebam e enviem pagamentos, s√£o criadas por meio do uso de¬†criptografia de chave p√ļblica (tamb√©m conhecida como criptografia assim√©trica). Chaves privadas s√£o usadas para gerar assinaturas digitais para transa√ß√Ķes, tornando poss√≠vel autenticar a posse das moedas que est√£o sendo enviadas.

Embora os detalhes estejam além do escopo deste artigo, a natureza da criptografia assimétrica impede que qualquer pessoa, exceto o detentor da chave privada, acesse os fundos armazenados em uma carteira de criptomoedas, mantendo assim esses fundos seguros até que o proprietário decida gastá-los (desde que a chave privada não seja compartilhada ou comprometida).


Criptoeconomia

Al√©m da criptografia, um conceito relativamente novo conhecido como criptoeconomia (cryptoeconomics), tamb√©m desempenha um papel na manuten√ß√£o da seguran√ßa das redes blockchain. Est√° relacionado a um campo de estudo conhecido como teoria dos jogos, que modela matematicamente a tomada de decis√£o por agentes racionais em situa√ß√Ķes com regras e recompensas predefinidas. Embora a tradicional¬†teoria dos jogos possa ser amplamente aplicada a uma variedade de casos, a criptoeconomia modela e descreve especificamente o comportamento de n√≥s (nodes) em sistemas distribu√≠dos da blockchain.
Em suma, a criptoeconomia é o estudo da economia dentro dos protocolos blockchain e dos possíveis resultados que seu design pode apresentar com base no comportamento de seus participantes. A segurança através da criptoeconomia baseia-se na noção de que os sistemas blockchain fornecem maiores incentivos para os nós (nodes) agirem de forma honesta ao invés de adotarem comportamentos maliciosos ou defeituosos. O algoritmo de consenso da Proof of Work usado na mineração de Bitcoin oferece um bom exemplo dessa estrutura de incentivo.
Quando Satoshi Nakamoto criou o framework para a mineração Bitcoin, foi intencionalmente projetado para ser um processo caro e de uso intensivo de recursos. Devido à sua complexidade e às demandas computacionais, a mineração de PoW envolve um investimento considerável de tempo e dinheiro - independentemente de onde está e de quem é o nó de mineração. Portanto, tal estrutura fornece um forte desincentivo à atividade maliciosa e incentivos significativos para atividades de mineração honestas. Nodes (nós) desonestos ou ineficientes serão rapidamente expulsos da rede blockchain, enquanto os mineradores honestos e eficientes terão o potencial de obter recompensas substanciais.
Da mesma forma, esse equil√≠brio de riscos e recompensas tamb√©m concede prote√ß√£o contra poss√≠veis ataques que poderiam enfraquecer o consenso ao colocar a maior parte da taxa de hash de uma rede blockchain nas m√£os de um √ļnico grupo ou entidade. Tal ataque, conhecido como¬†ataque 51%, pode ser extremamente prejudicial se for executado com sucesso. Devido √† competitividade da minera√ß√£o de Proof of Work e √† magnitude da rede Bitcoin, a probabilidade de um agente mal-intencionado tomar o controle da maioria dos n√≥s √© extremamente pequena.

Al√©m disso, o custo em termos de poder de computa√ß√£o necess√°rio para obter 51% de controle de uma enorme rede blockchain seria astron√īmico, proporcionando um desincentivo imediato para fazer um investimento t√£o grande para uma recompensa potencial relativamente pequena. Esse fato contribui para uma caracter√≠stica de blockchains conhecida como Byzantine Fault Tolerance (BFT) (Toler√Ęncia de Falha Bizantina), que √© essencialmente a capacidade de um sistema distribu√≠do continuar funcionando normalmente mesmo se alguns n√≥s forem comprometidos ou agirem de forma maliciosa.

Enquanto o custo para estabelecer a maioria dos n√≥s continuar sendo proibitivo e existirem melhores incentivos para atividades honestas, o sistema ser√° capaz de prosperar sem interrup√ß√Ķes significativas. Vale a pena notar, no entanto, que pequenas redes blockchain s√£o certamente suscet√≠veis a esse tipo de ataque porque a taxa de hash total dedicada a esses sistemas √© consideravelmente menor que a do sistema Bitcoin.


Considera√ß√Ķes finais

Através do uso combinado da teoria dos jogos e da criptografia, as blockchains são capazes de atingir altos níveis de segurança como sistemas distribuídos. Como em quase todos os sistemas, no entanto, é fundamental que esses dois campos de conhecimento sejam aplicados adequadamente. Um equilíbrio cuidadoso entre a descentralização e a segurança é vital para a construção de uma rede confiável e eficaz de criptomoedas.

√Ä medida que os usos da blockchain continuem evoluindo, seus sistemas de seguran√ßa tamb√©m mudam para atender √†s necessidades de diferentes aplica√ß√Ķes. As blockchains privadas que agora est√£o sendo desenvolvidas para empresas comerciais, por exemplo, dependem muito mais de seguran√ßa atrav√©s do controle de acesso do que dos mecanismos de teoria dos jogos (ou criptoeconomia) que s√£o indispens√°veis para a seguran√ßa da maioria das blockchains p√ļblicas.

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