A Rede do Bitcoin – Introdução

Diferente dos sistemas financeiros tradicionais, onde bancos e servidores centralizados controlam sozinhos todos os dados e transações, o Bitcoin opera de maneira distribuída. Isso significa que todos os computadores que participam da rede possuem a mesma hierarquia e importância. Esses computadores — chamados de “nós” (ou nodes) — executam tarefas vitais para que o sistema funcione sozinho, como direcionar transações, minerar novas moedas e validar os blocos de informação no blockchain.

Neste artigo, vamos entender, de forma simplificada e geral, como opera essa engrenagem por trás da criptomoeda Bitcoin.

A Rede do Bitcoin

A Rede do Bitcoin se baseia em uma arquitetura conhecida como Peer-to-Peer (P2P), ou “Ponto a Ponto”, que roda diretamente sobre a internet.

Em uma rede P2P, todos os computadores conectados são iguais entre si. Não existe um “computador controlador” ou um servidor central. Todos compartilham a tarefa de manter os serviços da rede funcionando. Sem intermediários, sem hierarquia. Por conta disso, as redes P2P são extremamente resilientes (difíceis de derrubar), descentralizadas e totalmente abertas para quem quiser participar.

Um exemplo muito conhecido de rede P2P no nosso dia a dia é o BitTorrent, muito utilizado para o compartilhamento de arquivos e mídias na internet, sendo uma das aplicações de maior sucesso do mundo.

Essa estrutura P2P é a fundação do Bitcoin como um sistema de pagamentos digital. Como o objetivo do Bitcoin é ser totalmente descentralizado, manter a rede funcionando por meio de um consenso visual entre computadores iguais tornou-se o único caminho possível.

Mas o que é exatamente a “Rede Bitcoin”? Esse termo nada mais é do que a coleção de computadores (nós) ao redor do mundo que rodam o Protocolo Bitcoin (o programa de computador principal). Além desse programa básico P2P, outros protocolos (subprogramas) podem ser usados para somar funções à rede — como o protocolo Stratum, que permite a comunicação organizada para a mineração de moedas. Outros subprogramas fornecem serviços de acesso, permitindo que dispositivos diferentes conversem com a rede principal do Bitcoin.

Tipos e papéis dos Nós da Rede Bitcoin

Como dissemos anteriormente, todos os nós na rede bitcoin são iguais hierarquicamente (não em configuração de hardware!), porém eles podem assumir papéis distintos dependendo da funcionalidade que eles devem suportar ou oferecer.

No geral, um nó bitcoin é uma coleção de quatro funções básicas: roteamento, mineração, banco de dados do blockchain e serviços de carteiras.

Todos os nós incluem a função de Roteamento para que possam participar da rede, e cada nó pode incluir funcionalidades adicionais. Todos os nós validam e propagam as transações realizadas e os blocos, além de efetuar descoberta de peers e manutenção das conexões realizadas.

Tipos de Nós na Rede do Bitcoin

Os Tipos de Nós na Prática

• Full Nodes (Nós Completos): São os computadores que executam todas as funções básicas. O mais importante é que eles guardam uma cópia 100% completa e atualizada do blockchain (que funciona como o grande livro contábil do Bitcoin). Para fins de comparação, em novembro de 2017 esse histórico pesava cerca de 136 GB; hoje, esse tamanho já passa dos 550 GB! Esses nós são capazes de verificar, de forma totalmente autônoma e com autoridade máxima, se uma transação é verdadeira ou falsa, sem precisar perguntar para ninguém.

  • Nota Numismática: Para nós, colecionadores, o Full Node é o equivalente digital a ter o catálogo oficial e soberano de todas as moedas já cunhadas na história do Bitcoin, garantindo a autenticidade de cada peça sem depender de terceiros.

• Nós Lightweight (Nós Leves ou SPV): São computadores ou dispositivos que não guardam o histórico inteiro do blockchain. Eles usam um método chamado Verificação de Pagamento Simplificada (SPV). Eles não checam a rede toda, apenas conferem se a transação específica que os interessa foi incluída no livro contábil.

• Nós de Mineração: São supercomputadores que competem entre si para criar novos blocos de transações. Eles usam peças de hardware altamente especializadas para resolver problemas matemáticos complexos através do algoritmo de Proof-of-Work (Prova de Trabalho). Alguns mineradores também são Full Nodes (têm o histórico completo), enquanto outros são “nós leves” que trabalham juntos em cooperativas (os chamados Pools de Mineração), dependendo de um servidor central do pool para olhar o blockchain completo.

• Carteiras de Usuário (User Wallets): A carteira que você usa para guardar seus Bitcoins pode fazer parte de um Full Node (o que é comum em programas de computador para Desktop). Por outro lado, as carteiras que usamos no celular (smartphones e tablets) têm menos capacidade de hardware e funcionam como nós leves (SPV).

As combinações mais comuns

Os usuários combinam essas funções de várias formas de acordo com suas necessidades:

• Carteira Lightweight: É apenas um nó de carteira e roteamento (P2P). Não guarda o blockchain e usa a tecnologia SPV (comum em celulares).

• Nó com Blockchain Completo: Guarda todo o banco de dados histórico do Bitcoin e serve como um ponto de roteamento para ajudar a rede.

• Nó de Mineração Autônomo: Tem a função de minerar, possui a cópia completa do blockchain e faz o roteamento dos dados.

• Nó Cliente de Referência (ou “Bitcoin Core”): É o pacote completo. Contém o histórico do blockchain, uma carteira própria, função de mineração e o roteamento P2P.

• Outras variações: Existem ainda nós de mineração de cooperativas (pools) que não baixam o blockchain inteiro no próprio computador, ou carteiras focadas em privacidade que usam o protocolo Stratum para interagir com a rede (assunto que detalharemos nos próximos artigos).