A Rede do Bitcoin – Introdução

Diferente das redes tradicionais, onde servidores centralizados gerenciam dados e transações, o Bitcoin opera de maneira distribuída, com todos os nós participantes sendo iguais em hierarquia. Esses nós executam diversas funções vitais, como roteamento de transações, mineração e validação de blocos no blockchain.

Neste artigo vamos entender, de forma simplificada e geral, como opera a rede do Bitcoin.

A Rede do Bitcoin

A Rede do Bitcoin se baseia em uma arquitetura de rede Peer-to-Peer, rodando sobre a Internet.

Redes Peer-to-Peer, ou simplesmente P2P, significa que os computadores que fazem parte da rede são todos iguais entre si, ou seja, não há nós especiais na rede. Assim, todos os nós compartiham as tarefas de prover serviços à rede.

Não há servidores, nem serviços centralizados, e também não há hierarquia dentro dessa rede. As redes P2P são inerentemente resilientes, descentralizadas e, muito importante, abertas.

Um exemplo muito difundido de rede P2P em uso atualmente é a rede de compartilhamento de arquivos que utiliza o protocolo BitTorrent, sendo essa uma das aplicações de maior sucesso e uma das maiores hoje em dia.

A arquitetura de rede P2P do Bitcoin reflete e serve de fundação para sua característica principal – a de ser primariamente um sistema de pagamentos digital. Como todo o sistema Bitcoin deve ser descentralizado, esse acaba se tornando um princípio base que só pode ser alcançado mantendo-se por consenso a rede toda descentralizada.

Mas o que é exatamente a “Rede Bitcoin”? Esse termo se refere à coleçao de nós (computadores) que executam o Protocolo Bitcoin (software). Além do protocolo bitcoin P2P, outros protocolos podem ser utilizados para acrescentar funcionalidades à rede, como o protocolo Stratum que é utilizado para realizar mineração de moedas, por exemplo.

Outros protocolos fornecem serviços de acesso à rede bitcoin e estendem esse acesso a nós que executam outros protocolos.

Tipos e papéis dos Nós da Rede Bitcoin

Como dissemos anteriormente, todo 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.

Alguns nós são chamados de “Full Nodes” (“nós completos”), pois executam todas as funções básicas, incluindo manter uma cópia completa e atualizada do blockchain (atualmente, com cerca de 136 GB de tamanho! – Nov/2017). Os nós completos são capazes de verificar de forma autônoma e autoritativa qualquer transação, sem a necessidade de referências externas.

Outros nós mantém apenas um subconjunto das funções básicas, e efetuam a verificação das transações usando um método chamado de Verificação de Pagamento Simplificada (“Simplified Payment Verification”, ou SPV). Esses nós também são chamados de Nós Lightweight (“Nós Leves”) ou ainda Nós SPV.

Existem também os Nós de Mineração, que competem entre si para criar novos blocos de transações utilizando hardware especializado para executar o algoritmo Proof-of-Work.

Alguns desses nós de mineração também são nós completos, mantendo uma cópia completa do blockchain, ao passo que outros nós de mineração são nós leves, que participam de um pool de mineração (conjunto de máquinas executando em paralelo), e dependem do servidor do pool para manter um nó completo.

As carteiras de usuário (user wallets) podem ser parte de um nó completo, o que costuma acontecer quando usamos clientes de bitcoin para Desktop. Já as carteiras que rodam em dispositivos como smartphones e tablets, que são dispositivos com poucos recursos de hardware, são carteiras do tipo SPV.

Os nós podem combinar essas funcionalidades de várias formas, como por exemplo:

• Carteira Lightweight – Nó de Carteira e de Roteamento sobre o protocolo P2P bitcoin, sem o blockchain (SPV)
• Nó com Block Chain completo – Contpem o banco de dados completo do blockchain, mais o nó de roteamento sobre a rede P2P bitcoin
• Nó de Mineração Autônomo – Contém a função de mineração mais uma cópia completa do blockchain, e um nó de roteamento de rede
• Nó Cliente de Referência, ou “Bitcoin Core” (Full) – Contém o banco de dados completo blockchain, uma carteira, função de mineração e a função de roteamento na rede P2P bitcoin

Outras combinações são possíveis, por exemplo em nós de mineração pertencentes a um pool, que não contpem o blochchain completo, ou em carteiras especiais sem blockchain que executam protocolo Stratum (que será abordado nos próximos artigos).