Moeda Criptográfica: Do Bitcoin ao Algorand e Fundamentos do Peer-to-Peer

16/10/202017/10/2020 Renan Rosa Meneguci

Antes de aprofundarmos nossa discussão em torno do Protocolo Algorand, precisamos entender como surgiu o Bitcoin, que trouxe este emprego da criptografia para o campo das finanças e do sistema monetário. Também é importante entender o que é a famigerada blockchain, que na língua portuguesa quer dizer cadeia de blocos e compreendamos aqui algumas palavras-chave para entender melhor o contexto da nossa conversa. Aqui estão algumas elas:

Ponto-a-ponto: Uma arquitetura de rede de informática onde cada ponto ou nó da rede funciona tanto como cliente como como servidor, permitindo a partilha de serviços e dados sem a necessidade de um servidor central.
Definição genérica da Wikipédia
Descentralização: É um sistema administrativo que procura transferir certos poderes e competências, característicos do poder central e concentrados num local, para outros setores mais pequenos, periféricos ou locais.
Conceito no dicionário on-line (dicio.com)

Você pode ver abaixo dois tipos de redes diferentes, a primeira delas é baseado em servidor e a segunda é um esquema de uma rede ponto-a-ponto.

**Rede centralizada baseada em servidor**

Vamos devagar, estamos apenas entendendo alguns conceitos para desenvolvermos melhor uma linha de raciocínio. Quando vamos ao conceito original do Bitcoin nos depararamos com uma rede Ponto-a-ponto e então chegamos a um dos pilares fundamentais do protocolo Bitcoin, que também não se desassocia do Protocolo Algorand que é assunto principal desta publicação. E porquê eles não se desassociam? Simplesmente pelo fato de que ambos remetem ao aspecto descentralizado devido ao fato de serem proveniente de redes Ponto-a-ponto e não baseados em um servidor central. A partir de então podemos ir mais longe e dizer todos estes termos que estamos tratando se relacionam instrinsecamente com blockchain, uma vez que através das ideias de Satoshi Nakamoto (idealizador e fundador do Bitcoin) e seus contemporêneos, toda a inovação contida em blockchain vieram a tona, sendo esta a principal inovação tecnológica aí surgida que veremos mais de perto adiante.A ideia de criar um sistema sem uma autoridade central e com a possibilidade de transferir qualquer coisa sem um intermediário, com uma validação autêntica e sem possibilidade de duplicação ou fraude pode ser considerada algo muito útil e interessante, mas sem dúvida que as possibilidades surgidas a partir da imutabilidade é o ápice do seu trabalho. Ao entrarmos nesta filosofia percebemos que a descentralização é muito mais do que uma ideia, muito menos uma simples comunidade formada por indivíduos que desejam fazer um sistema sem intermediários, proteger seus interesses, ou algo semelhante, mas isto tem a sua gênese numa filosofia de vida, e digamos mesmo uma ideologia que pode se vincular a aspectos sociológicos além dos algoritmos e computação nele contidos.

Afinal, o que é Blockchain?

Blockchain, em uma tradução direta para “cadeia de blocos”, é um nome bem adequado para um conceito de tecnologia que está em alta; é o uso de um sistema de registros compartilhado que possui uma lista de transações ordenadas de forma cronológica e que é validada pela lógica dos computadores envolvidos nessa rede. Este termo surgiu do encontro do universo da tecnologia com o das finanças e foi ganhando cada vez mais atenção das pessoas em um curto espaço de tempo. Por se tratar de algo novo e um pouco complexo, que envolve finanças é preciso desmistificá-lo para que não haja dúvidas sobre do que se trata.

Resumidamente podemos considerá-lo como um livro de razão pública (semelhante ao contábil) que faz o registro de cada transação ali veiculada do que quer que seja (por exemplo o popular Bitcoin), e esse registro acaba sendo algo confiável e imutável. Esse procedimento registra as informações da quantia, quem enviou, quem recebeu, quando foi feita a transação e em qual lugar do livro ela ficou registrada. Isso a torna transparente, sendo um ponto forte da tecnologia blockchain.

Como são armazenadas as informações

Sendo assim, são armazenadas as informações de um grupo de transações em blocos, marcando cada bloco com um registro de tempo e data e a cada período de tempo é formado um novo bloco de transações, que se liga ao bloco anterior. Cada grupo contém um arquivo e um hash, o que garante que as informações desse bloco de dados não foram violadas.

Como funciona a rede?

Os blocos, que são dependentes uns dos outros, formam uma cadeia de blocos, tornando-a perfeita para registro de informações que necessitam de confiança. A rede em si é formada por outros elementos computacionais que verificam e registram as transações no bloco, através de determinado poder computacional a princípio. Existem mecanismos de consenso diferentes, mas peguemos o Bitcoin como exemplo, onde no mecanismo PoW (Proof of Work – Prova de Trabalho), existe um incentivo para continuarem colaborando a tornando a rede sustentável e mais segura, recebendo desse modo uma recompensa em forma de fração moedas digitais.

Como a transação é validada?

O minerador só pode adicionar uma transação no bloco se uma maioria simples (50%+1) da rede concordar que aquela transação é legítima e correta. O nome disso se chama consenso. No caso do Bitcoin, o consenso é medido através do poder computacional.

Duas cadeias de blocos podem ser formadas ao mesmo tempo, o impasse será resolvido quando a rede precisar escolher uma das cadeias. No final, ganha a cadeia que tiver a maior quantidade de trabalho.

Resumindo, a tecnologia blockchain é um livro contábil público e distribuído que registra todas as transações de moeda virtual em uma cadeia de blocos, que qualquer um pode participar. As informações registradas nele são confiáveis, imutáveis e transparentes desde que a maioria da rede se mantenha honesta.

Se alguém tentar alterar alguma informação de um dos blocos, automaticamente, o hash do bloco será alterado. Isso significa que o hash modificado não será compatível com a cópia do original que estará no próximo bloco; logo, fica fácil identificar tentativas de alterações.

Aprofundando no sistema

Abaixo temos uma ilustação de um caso que demonstra seu funcionamento:

Maria quer enviar um ativo digital (um contrato ou um arquivo digital) para João;
O ativo é representado online como um bloco onde os detalhes estão armazenados;
O bloco é distribuído pela rede e cada máquina fica com uma cópia da transação em tempo real;
A rede verifica se o ativo é válido em questão de minutos;
Se aprovado, o bloco é adicionado a uma corrente de blocos e ganha um registro permanente na rede. Isso significa que ele não pode ser alterado;
A propriedade do ativo, que era de Maria, agora fica registrada na rede como sendo de João.
Toda essa movimentação é validada pela rede, mas ninguém sabe quem está fazendo a transação. Essa informação é protegida por um código formado por letras e números muito difícil de ser descoberto, ou seja, isso se chama criptografia.

Por que blockchain é um termo tão em alta?

Além de ser uma tecnologia que permite criar produtos revolucionários, como as criptomoedas que são moedas digitais que não têm lastro em nenhum país, por exemplo. a blockchain também pode ser usada para validação de documentos – como contratos e troca de ações –, transações financeiras, comercialização de músicas ou filmes, rastreamento de remessas e até votos.

Mas, apesar do burburinho, ainda existe uma desconfiança por parte da população. Segundo a pesquisa Trust Barometer, que mede a confiança em determinadas instituições e tecnologias, apenas 55% dos entrevistados confiavam em blockchain.

Cada vez mais negócios estão se apropriando dessa tecnologia, mas precisamos aguardar os próximos capítulos deste assunto para ver qual o real impacto da blockchain no mundo em que vivemos, nas finanças, na governança pública, na sociedade de modo geral.

Principais Elementos

Tecnologia de livro-razão distribuído: Todos os participantes da rede têm acesso ao livro-razão distribuído e ao seu registro imutável de transações. Com esse livro-razão compartilhado, as transações são registradas somente uma vez, eliminando a duplicação de esforços típica das redes de negócios tradicionais.

Registros imutáveis: Nenhum participante pode mudar ou corromper uma transação depois de seu registro no livro-razão compartilhado. Se um registro de transação incluir um erro, uma nova transação deverá ser incluída para reverter esse erro e ambas as transações serão visíveis.

Contratos inteligentes: Para acelerar as transações, um conjunto de regras, chamado de contrato inteligente, é armazenado no blockchain e executado automaticamente. Como exemplo, um contrato inteligente pode definir condições para transferências de seguro-garantia corporativo, incluir termos para o pagamento do seguro de viagem e muito mais.

Tipos de Blockchain

Pública não permissionada: Qualquer um pode participar do mecanismo de consenso da blockchain. Além disso, qualquer um com conexão à internet é capaz de realizar transações e visualizar todo o log de transações.

Pública permissionada: Qualquer um com conexão à internet é capaz de realizar transações e visualizar o log de transações, mas apenas uma parte restrita dos nós pode participar do mecanismo de consenso.

Privada permissionada: A capacidade de realizar transações e visualizar o log nessa blockchain é restrita apenas para os nós participantes da rede. O dono da blockchain é quem define os usuários da rede e quais nós podem participar do mecanismo de consenso.

Privada não permissionada: Existe restrição quanto à realização de transações e visualização do log, mas o mecanismo de consenso é aberto a qualquer nó.

Outras Considerações

A web 3.0, mantida pelo Blockchain pode oferecer uma internet verdadeiramente descentralizada, proporcionar anonimato e garantir privacidade aos usuários. As empresas deixarão de utilizar servidores centralizados para armazenamento de dados. Através dessa tecnologia as empresas podem, por exemplo autenticar seus usuários por suas chaves sem armazenamento de dados pessoais dos clientes. Na web 3.0 os dados trafegados são criptografados e a decisão de compartilhar a informação com plataformas ou terceiros passa a ser do usuário. A utilização do Blockchain pela web 3.0 também proporciona menor propensão de interrupção do serviço por rodar em ambiente distribuído, sendo uma ótima alternativa para aplicações que geram grandes impactos negativos pela interrupção do serviço.

Um dos maiores problemas do Blockchain é a falta de padronização no seu uso, o que gera enormes desafios e até mesmo dificuldades para pessoas e empresas.

Outro fator é a necessidade de depender de uma colaboração geral para implementá-lo em alguma empresa. Para isso, é preciso envolver funcionários, tecnologia da informação, operadores e outras instituições para melhorar a usabilidade.

Empregos de Blockchain

Além de ter surgido para revolucionar as transações financeiros, a unidade de dados operada pelo Blockchain não está necessariamente relacionada a moedas. Já existem diferentes modelos de negócio espalhados pelo mundo estudando e testando a aplicação dessa tecnologia em blocos. Conheça algumas das possibilidades de aplicação do Blockchain que poderão transformar o nosso dia a dia:

Serviços notoriais, contratos e registros;
Direitos autorais e propriedade intelectual;
Contratos em jogos, serviços de streaming;
Economias compartilhadas;
Cadeia de suprimentos;
Identidades visuais;
Dispositivos inteligente e internet das coisas;
Serviços financeiros mais simples;
Blockchain como serviço (BaaS);
Eleições e governança pública democrática mais segura.

Após ter sido imerso ainda que superficialmente nas origens do Bitcoin e sua tecnologia originária, que é a blockchain, vamos agora imergir no Protocolo do Algorand, que é o objetivo principal desta publicação, uma vez que tal tecnologia oferece uma gama completa de soluções entre as mencionadas acima que se referem a aplicação da cadeia de blocos. Agora que você entende melhor o que é a cadeia de blocos e para que serve, fica mais fácil entender para o que se propõe a Algorand, quais suas diferenças e potencialidades em relação ao Bitcoin e a outras tecnologias similares e como isso pode impactar o fundo futuro no que se refere ao processsamento de dados e informações, algo tido como muito valioso de modo geral nos tempos globalizados atuais e também no que se refere a finanças. Quando entramos no campo econômico podemos entender que tal tecnologia impactou inclusive o meio financeiro abrindo possibilidades às economias sem fronteiras mais ágeis, acessíveis e facilitadas.

Protocolo de Algorand

A Algorand remove as barreira técnicas que durante anos minaram a adoção de uma blockchain de grande alcance, são elas:

descentralização;
escala;
segurança.

Com Algorand é possível construir uma plataforma estável, através do seu mecanismo de consens sem necessidade de permissão e Prova de Participação Pura (Pure PoS – Proof of Stake). Isso permite total participação, proteção e velocidade dentro de uma rede verdadeiramente descentralizada. Com blocos finalizados em segundos, a velocidade de transação da Algorand está ao par das grandes redes de pagamentos financeiros, como por exemplo Visa e Mastercard. Com isso a Algorand é a primeira blockchain a fornecer a finalidade de transação imediata, sem bifurcações e sem incertezas, pois não existe a possibilidade de ocorrer um fork. A era de economia sem fronteiras e descentralizada está cada vez mais próxima agora com o Protocolo Algorand. Algorand está aí e é uma ferramenta aberta para quem quer que seja, podendo criar contratos inteligentes e muitas outras possibilidades que já mencionamos no nosso artigo por meio de suas ferramentas para desenvolvedores. Agora é com você, faça bom uso dessa gama de possibilidades!

Animação sobre Algorand

Descentralização

A blockchain da Algorand é inteiramente descentralizada, sem uma autoridade central poderosa ou qualquer ponto de controle. Uma comissão exclusiva de usuários é selecionada de forma aleatória e secreta para aprovar cada bloco, de modo que os nodes (nós)são executados por entidades representantes de diversos campos, provenientes de diferentes países. Desse modo podemos considerá-la:

Justa e transparente, pois o controle é distribuído entre todos os participantes individuais da rede;
Precisa, pois não hárisco de os dados serem manipulados, perdidos ou destruídos;
Segura, tolerante a falhas sem expõr qualquer grupo especial de usuários a ataques.

Sem necessidade de permissão

Pública e Aberta a Todos

Os usuários não precisam da aprovação de uma autoridade de confiança para utilizar a blockchain da Algorand. Há uma única classe de usuários e não há portões fechados. Todo participante pode ler cada um dos blocos e ter sua oportunidade de escrever uma transação em um bloco futuro.

Baixo Custo para Participar

A plataforma Algorand exige poder de processamento mínimo e recursos modestos de TI para funcionar. Todos os usuários online que tenham Algos são automaticamente elegíveis a participar no consenso de blocos.

Pura Prova de Participação

A Algorand utiliza um protocolo de consenso de pura prova de participação (PPoS) construído sobre um acordo bizantino. Isso significa que o sistema pode alcançar o consenso sem que haja uma autoridade central e tolera usuários malignos contanto que a imensa maioria da participação não esteja em mãos de tais usuários. A influência de usuários na escolha de novos blocos é proporcional à participação de cada um no sistema (número de Algos). Os usuários são selecionados de forma secreta e aleatória para propor blocos e também para votar sobre propostas de blocos. Todos os usuários online têm a chance de ser escolhidos a propor ou votar. A probabilidade de um usuário ser escolhido será diretamente proporcional à sua participação.

Recompensas

Na Algorand, o poder está nas mãos dos usuários com participação. Cada usuários recebe uma quantia de recompensas proporcional a sua participação para cada bloco comprometido à cadeia. Assim fazemos para estimular usuários a juntar-se à plataforma Algorand e acelerar nossa jornada rumo à descentralização. Desse modo, caso você possua Algos em sua carteira automaticamente vocês recebe recompensas pela prova de participação, ou também chamadao de stake. Clique na imagem abaixo para acessar a calculadora de recompensas de Algos e verificar quantos Algos você pode ganhar como uma espécie de “poupança”:

Algorand Staking Rewards Calculator
https://algoexplorer.io/rewards-calculator

Código Fonte Aberto

O repositório de nodes da Algorand é de código aberto e publicamente disponível para que qualquer um possa auditar, utilizar e construir sobre ele. A plataforma é fundada sobre os princípios da transparência, inclusividade e colaboração, e mantida por uma comunidade dedicada à visão de um futuro descentralizado e sem fronteiras.

Evolução do Protocolo

A Algorand está estabelecida sobre a ideia de que o sistema deve permitir mudanças e evitar políticas inflexíveis, possibilitando, assim, que tanto a comunidade como o protocolo evoluam. A plataforma Algorand emprega o método de consenso para alterações no protocolo, o que facilita uma evolução contínua do protocolo e elimina bifurcações que possam fraturar a comunidade. Esta capacidade é movida pelo protocolo de consenso da Algorand que possibilita que os usuários atinjam o consenso sobre qualquer coisa. Não apenas quanto ao próximo bloco, mas também sobre as evoluções do protocolo.

Alterações propostas são postadas na blockchain;
A comunidade utiliza o protocolo de consenso Algorand para votar e aceitar ou rejeitar uma alteração;
Ao aceitar, a comunidade concorda com o bloco onde foram feitas as alterações;
Todos passam para o novo protocolo ao mesmo tempo.

Fundador

Silvio Micali faz parte do corpo docente do MIT, Departamento de Engenharia Eléctrica e Informática, desde 1983. Os interesses de Silvio Micali na investigação são criptografia, conhecimento zero, geração pseudorandômica, protocolos seguros e desenho de mecanismos e cadeias de bloqueio. Em particular, Silvio é o co-inventor da encriptação probabilística, Zero-Knowledge Proofs, Verifiable Random Functions e muitos dos protocolos que são os fundamentos da criptografia moderna.
Em 2017, Silvio fundou a Algorand, uma blockchain totalmente descentralizada, segura e escalável que fornece uma plataforma comum para a construção de produtos e serviços para uma economia sem fronteiras. Na Algorand, Silvio supervisiona toda a investigação, incluindo teoria, segurança e financiamento criptográfico.
Silvio é o vencedor do Prêmio Turing (em informática), do Prêmio Gödel (em informática teórica) e do Prêmio RSA (em criptografia). É membro da Academia Nacional das Ciências, da Academia Nacional de Engenharia, da Academia Americana de Artes e Ciências e da Accademia dei Lincei.
Silvio recebeu a sua Laurea em Matemática da Universidade de Roma, e o seu doutoramento em Informática da Universidade da Califórnia em Berkeley.

Casos de Uso

Fondazione Ugo Bordoni: Utilizando a Algorand para Experimentar com Alocação de Espectro, IA, Redes e Serviços Digitais em 5G;
IBMR.io: Plataforma de Microfinanças e Token do Sudeste Asiático na Algorand 2.0;
SIAE: Soluções Abertas e Eficientes para Gestão de Direitos Autorais em Blockchain;
Blockchain.com: Integração Multifase Incluindo Apoio a Carteira de Futuro e Ativo Padrão Algorand;
Stonize: Fornecendo Processos de Liquidação e Quitação Mais Rápidos e Seguros e Entregando aos Clientes Serviços de Segurança Digital Descentralizados, Escaláveis e Seguros;
World Chess: Planos para Oferta Pública Híbrida na Blockchain da Algorand e na Bolsa de Londres;
DUST Identity: Garantindo Integridade Digital, Segurança Física e Visibilidade Fim a Fim para Cadeias de Suprimentos;
Reach: Capacitando Desenvolvedores a Construir Aplicações Descentralizadas na Algorand ;
Parsiq: Provendo aos Negócios um Melhor Monitoramento e Análise de seu Próprio Ecossistema;
AssetBlock: Tokenizando Ativos Imobiliários na Plataforma da Algorand ;
Securitize: Utilizando Valores Mobiliários Digitais para Emitir, Transacionar e Desempenhar Ações Corporativas;
IDEX: Ajudando as Trocas Descentralizadas da Próxima Geração na Algorand;
Bleumi: Ajudando Empresas a Construir na Plataforma da Algorand;
PureStake: Fornecendo Infraestrutura Segura e Confiável aos Desenvolvedores e APIs à Algorand;
Flipside Crypto: Capacitando Dados Analíticos para Aplicações Descentralizadas na Algorand;
Syncsort: Ajudando Empresas Guiadas por Dados a Alavancar Décadas de Investimento em Tecnologia;
OTOY: Democratizando a Computação, Distribuindo Poder.