Curso Livre de Redes de Computadores II/Blockchain

Introdução

   Blockchain - protocolo da confiança

É basicamente um livro, na qual se faz o registro de uma transação de moeda virtual de forma que esse registro seja confiável e imutável. Ela faz o registro de informações (quantidade de bitcoins, transferência, quando a transação foi realizada). A Blockchain armazena as informações de um grupo de transações em Blocos, separando e marcando cada bloco com um registro de tempo e data. A cada 10 minutos , é formado um novo bloco de transações, que se liga ao bloco anterior. Os blocos são dependentes um dos outros e formam uma cadeia de blocos.

Funcionamento

Para entender como o blockchain funciona, utilizarei uma analogia com um trem. Cada vagão do trem é um bloco com uma hash (função matemática que transforma os dados puros em letras e números para que seja difícil descobrir quais são os dados originais), que representa os dados enviados. Quem faz a conexão de um vagão com outro são chamados de mineradoras, para calcular o hash de cada vagão para poder formar uma ligação com eles. Os trilhos que levam esses vagões são a computação em nuvem. Logo, a cadeia de vagões é uma cadeia de blocos ou, em inglês, blockchain.

Características

• Consenso: todos os participantes devem estar de acordo com as regras (algoritmos) da blockchain

• Arquitetura distribuída: todos os nós operam sobre a cópia completa da blockchain.

• Armazenamento de informação: os blocos podem armazenas qualquer informação.

• Provenance: toda informação é rastreável pela própria rede, ou seja, é possível estabelecer a cronologia, história e custódia.

• Imutabilidade: as transações não podem ser alteradas pelos participantes depois que a mesma está no blockchain.

• Controle de acesso: todos podem acessar e incluir novas transações.

Vantagens

• Dado que a tecnologia do blockchain atua de forma transparente, onde todos os envolvidos são capazes de ver a ação de cada negócio, a possibilidade da criação de plataformas de lojistas de forma distribuída e autônoma tornou-se possível, removendo a necessidade da supervisão de terceiros em transações. Dessa forma temos plataformas capazes de atuar em diferentes mercados e de forma descentralizada.
• Empresas podem criar redes blockchain para a comunicação com parceiros, dentro desta rede é possível realizar transações sem a necessidade de um banco ou outra instituição que acaba atrapalhando na agilidade das ações.
• Contratos não cumpridos, ações desonestas, pagamentos não realizados e desvios são inexistentes no blockchain, tornando a muito útil quando a empresa conhece o caráter do negociante, de forma a reduzir custos e desburocratizar o processo.
• Armazenar arquivos de forma segura a partir do gerenciamento de registros privados descentralizados, assim caso o arquivo não necessite mais de alterações, pode ser armazenado em uma rede de grande segurança.
• É possível rastrear produtos comprados dentro do blockchain, assim é possível acompanhar em tempo real se por exemplo ocorreu alguma falha na logística de determinado produto e assim agilizar na correção do problema em questão.

Desafios

• Sustentabilidade: para os mineradores da rede Blockchain do bitcoin, a sustentabilidade é crítica devido ao alto gasto de energia, com exigência de poder computacional cada vez mais crescente.

• Sobrecarga: nessa tecnologia há a exigência de uma grande capacidade de processamento ou de uma rede capaz de aguentar um grande volume de dados para evitar sobrecarga.

• Tempo de resposta: dependendo de como a cadeia de blocos é estruturada, o tempo de resposta de determinadas operações pode ser longo, situação que poderá causar gargalos consideráveis se a demanda de uso do sistema aumentar.

• Modificação de Informações: é muito difícil modificar dados que já foram adicionados à rede, pois Alterar dados ou o código de uma rede Blockchain geralmente requer um Hard Fork (Bifurcação), onde uma cadeia de blocos é abandonada e outra é criada.

• Chaves Privadas: A Blockchain usa criptografia de chave pública para dar aos usuários a propriedade sobre seus dados da Blockchain. Cada conta  na Blockchain possui duas chaves: uma pública e outra privada. Os usuários precisam da chave privada para acessar seus fundos, e se o usuário perder tal chave, os fundos  também são efetivamente perdidos.

Aplicações da tecnologia Blockchain

• Governo: Através dos benefícios tecnológicos, como maior transparência, diminuição de fraudes e compartilhamento de dados possibilitou que houvesse aplicações de grande relevância para governos, por exemplo, votação eletrônica, inviabilizando que haja mais de um voto por eleitor, identidade digital e pagamento de programas sociais.

• Telecomunicações: A tecnologia Blockchain consegue ajudar as operadoras de telecomunicações a diminuir gastos e oferecer serviços digitais por preços ainda mais acessíveis, por exemplo, possibilitando que haja cidades inteligentes.

• Setor elétrico: Da mesma maneira que a tecnologia Blockchain consegue viabilizar avanços na área de telecomunicações, ela também pode ajudar no setor elétrico em redução de custos operacionais.

• Setor financeiro: Esse setor é o que mais investiu nessa tecnologia, pois aplicações utilizando Blockchain possibilita, por exemplo simplificação de operações, diminuição de custos, diminuição na quantidade de intermediários e diminuição de fraudes.

Confirmação de transações

Até que a transação seja incluída no bloco, o sistema considera que a quantidade de bitcoins em algum endereço permanece inalterada. Neste momento, é tecnicamente possível executar várias transações diferentes para a transferência dos mesmos bitcoins de um endereço para destinatários diferentes . Mas assim que uma dessas transações for incluída no bloco, o sistema já irá ignorar o resto das transações com os mesmos bitcoins. Por exemplo, se uma transação posterior for incluída no bloco, a anterior será considerada incorreta. Há uma pequena chance de que, ao bifurcar, duas dessas transações acabem em blocos de ramos diferentes. Cada uma delas será considerada correta, somente quando a agência morrer, uma das transações será considerada errônea. Nesse caso, o tempo da operação não importa.

Assim, colocar uma transação em um bloco é uma confirmação de sua validade, independentemente da presença de outras transações com os mesmos bitcoins. Cada novo bloco é considerado uma "confirmação" adicional de transações dos blocos anteriores. Se houver 3 blocos na cadeia, as transações do último bloco serão confirmadas 1 vez e as colocadas no primeiro bloco terão 3 confirmações. Basta aguardar várias confirmações para tornar muito baixa a probabilidade de cancelamento da transação.

Profissional de Blockchain

Um profissional de Blockchain pode se encaixar em três áreas dentro desse segmento: arquitetura, operação e desenvolvimento.

• Arquiteto: é responsável por planejar como o blockchain funcionará. Deve determinar questões relacionadas à estrutura de rede, tamanhos dos blocos, criptografia, o outros itens relacionados as regras de funcionamento. É importante que este profissional tenha grandes conhecimentos de infraestrutura.
• Operador: este profissional tem a responsabilidade de por em prática e implementar e dar manutenção à arquitetura desenvolvida pelo arquiteto. O operador deve ter conhecimento de Linux e Docker, já tudo relacionado ao blockchain roda em containers. Além dessas habilidades, é desejável que este profissional tenha conhecimento em Kubernetes, em infraestrutura de redes e Java.
• Desenvolvedor: tem a responsabilidade de desenvolver e integrar os softwares que estão envolvidos no blockchain. Os requisitos variam de acordo com a plataforma em que o desenvolvedor irá trabalhar. Exemplos de plataformas:
  • Ethereum: Solidity
  • Hyperledger: Java, Go, Node.js

Utilização da tecnologia Blockchain na área da saúde

A área da saúde vem apresentando diversas inovações que utilizam a tecnologia blockchain no desenvolvimento de novas soluções. Atualmente o prontuário medico eletrônico ajudando a gestão dos dados relativos a saúde da população. O compartilhamento e a integração desses dados de saúde e considerado crucial para melhorar a qualidade dos serviços de saúde, reduzir os custos médicos e acelerar as pesquisas biomédicas. Além das pesquisas desenvolvida pelas grandes corporações, alguns outros esforços de pesquisas em saúde ligadas a blockchain tem sido realizados, como os próprios pacientes tenha os seus próprios dados sem violar a privacidade.