Blockchain: Importância da tecnologia no desenvolvimento do mundo cripto e o impacto no gasto energético mundial


Texto por: Heitor Cesar e Victor Kenji

O conceito de Blockchain, apareceu por meio da fusão de conhecimentos de tecnologia de dados e hoje também se aplicam a finanças, podendo ser resumido como uma organização de dados em forma de blocos encadeados. De forma simplificada, essa tecnologia facilita o rastreio de informações e transações registradas numa rede descentralizada, segura e sem intermediários. Por conta dessa facilidade de administrar as transações, as redes Blockchain são conhecidas como “Livro Razão Distribuído” ou em inglês, Ledger. Dessa forma, os conceitos de distribuição numa rede peer-to-peer (pessoa para pessoa) e a forma como os dados são validados por meio da tecnologia de HASH (forma de criptografia) – em uma Blockchain, a tornam inovadora.

Em relação à distribuição, temos que a tecnologia Blockchain é uma forma de organização de dados em cadeias de blocos em uma rede distribuída, seguindo uma infraestrutura Peer-To-Peer (P2P), ou seja, não passa de uma série de transações anotadas e distribuídas entre vários nodes. Os nodes representam indivíduos que estão conectados à rede de alguma forma, como validadores, investidores do token ou programadores. Nesse tipo de rede, todos os participantes têm responsabilidades, participação nas votações e autenticação de transações na Blockchain, tendo em vista que o sistema é construído visando a distribuição entre os nodes que criam, recebem e transmitem informações de forma colaborativa, como exemplifica a imagem abaixo. 

Visando o aprofundamento do tema, é interessante a forma em que ocorre a adição de dados, na qual prevalece o modelo “append-only”– onde novos dados são apenas adicionados na cadeia, sem alterar dados já existentes. A partir do momento em que essas informações são adicionadas, é praticamente impossível alterá-las, tendo em vista que esse processo envolve criptografia usando algoritmos, como o SHA-256, para formular um código criptografado irreversível e exclusivo. 

Ao comentar sobre essa criptografia utilizada na Blockchain, é imprescindível falar sobre as peculiaridades do HASH, sendo uma delas, a adição deste código único do bloco anterior ao novo bloco, formando um vínculo entre parte adicionada e a parte já existente. Caso haja qualquer alteração na cadeia de blocos, por intenção de um agente malicioso ou por erro no sistema, o HASH é completamente alterado e é notificado um erro pela comunidade, podendo punir quem corrompe o sistema e assim estimulando validadores que agem corretamente.

Exemplo de HASH usando o algoritmo SHA 256: a mudança de uma letra maiúscula para minúscula já altera todo o HASH.

A partir dessa ideia, vemos o porquê de as Blockchains serem seguras – servindo como exemplo a do Bitcoin e do Ethereum, atuais líderes do mercado cripto. Primeiramente, analisando o aspecto financeiro, manipular um mercado de criptoativos desenvolvido envolveria uma quantia substancialmente alta. Portanto, isso afasta agentes maliciosos já que em um algoritmo de consenso, ao menos 51% da rede deveria ser concentrada pelo agente mal-intencionado, para que ele exerça seu poder sobre a comunidade descentralizada. Já no aspecto de segurança da rede, a sobreposição de blocos juntamente com a criptografia por meio dos HASH’s, garante que cada vez seja mais difícil alterar dados já adicionados à Blockchain e dessa forma, a sua integridade e segurança é preservada.

Ao se tratar da forma em que os dados são adicionados, entramos na questão da mineração/validação, que consiste na adição de informações ao bloco e, caso esse bloco seja válido para a comunidade, ele é adicionado à Blockchain. Quando nos referimos às criptomoedas, toda vez que o minerador valida um bloco, adicionando-o à rede, ele recebe as “recompensas de bloco” dado pela transação coinbase (a base de moeda) – responsável pela introdução de novas moedas em todo o sistema econômico de criptomoedas, permitindo sua dinamização e massificação por meio dos métodos de autenticação. Dentre os métodos de autenticação, dois deles merecem destaque nesse texto: O Proof-of-Work (PoW) e o Proof-of-Stake (PoS).

O Proof-of-Work (PoW) é um mecanismo de validação na comunidade Blockchain que busca provar resultados através da resolução de enigmas criptográficos, que envolvem problemas matemáticos extremamente complexos, onde mineradores competem entre si pela resolução desses enigmas, utilizando energia e poder computacional para isso, sendo constantemente associados com o uso excessivo de energia. Já o Proof-of-Stake (PoS), busca por exemplo, validar transações na rede a partir da participação econômica que um validador possui na rede, ou seja, as recompensas são relativas à porcentagem de moedas investidas.

Em outras palavras, podemos dizer que o PoW é a ponte entre o mundo digital e o físico, uma vez que se ancora em um gasto real (energia e equipamentos). Quando uma solução válida do HASH é encontrada, os participantes que emprestaram poder computacional para a resolução do problema, são recompensados, como já dito. O PoS por sua vez, foi proposto como uma alternativa ao PoW, uma vez que nele você não fornece um custo como computação e energia, mas sim um custo interno, como uma criptomoeda, ou seja, nesse caso quem possui mais moedas acumuladas na rede tem maior poder de validação.

É interessante comentar algumas vantagens e desvantagens dos métodos, onde a maior vantagem do PoW é ser um método testado e consolidado, que mantém redes descentralizadas seguras há muitos anos. Como desvantagem podemos citar o gasto energético gerado e a necessidade de um investimento inicial relativamente grande, considerando os equipamentos necessários para minerar. Já no PoS, temos uma maior descentralização por permitir maior participação, além de exigir muito menos energia para funcionar, o que ajuda tanto na parte ambiental quanto na de escalabilidade. Embora o surgimento de novos projetos dia após dia demonstre que o PoS será cada vez mais utilizado no futuro, ainda é um método mais recente portanto menos testado e consolidado. 

Agora que introduzimos o que seria os métodos de consenso PoW e PoS, devemos discutir de forma mais aprofundada o gasto energético que envolve esses processos. Assim como podemos dizer que o Bitcoin atualmente utiliza mais eletricidade do que países como a Argentina, também é correto dizer que apesar do gasto energético que advém do mundo cripto, um dos maiores problemas ambientais do mundo hoje, é a predominância de uma matriz energética não renovável, o que é incompatível com o modo de vida moderno.

Comparação do gasto energético:

Source: Matriz Energética Mundial 2019 (IEA, 2021)

Outro ponto relevante envolvendo a pauta ambiental e os criptoativos, é a emissão de carbono gerado por essa mineração. Para corroborar com o fato de ser mais urgente os países utilizarem fontes de energia limpa em suas atividades, se faz necessário comparar os dados sobre a emissão de carbono no planeta, onde o Bitcoin representa 0,07% do total de emissão, enquanto a Ethereum apenas 0,02%, ambos utilizando PoW atualmente. Quando falamos “apenas”, é importante deixar claro que é baseado na comparação com as atividades ligadas a combustíveis fósseis, como o transporte e a indústria, que representam 72% do total de emissão. E é importante ressaltar o fato da rede Bitcoin incentivar os mineradores a serem eficientes, sendo assim, atualmente 76% deles estão em locais com disponibilidade de energia advinda de fontes renováveis, abundantes e baratas, como Paraguai e Islândia.

76% Use renewable energies as part of their mix

Source: Universidade de Cambridge | 3rd Global Cryptoasset Benchmarking Study | Divulgação: News Bitcoin

Portanto, podemos notar que apesar do gasto energético usado por criptoativos, em especial aos projetos que se utilizam do PoW, já temos no PoS uma alternativa viável a esse problema. Alguns projetos com alta capitalização de mercado como Cardano e Solana, já se utilizam do PoS, e a conhecida rede Ethereum, por exemplo, está mudando seu algoritmo de consenso de PoW para PoS ainda neste ano de 2022, reduzindo seu gasto energético em 99,95%, demonstrando que é possível sustentabilidade e criptoativos coexistirem, voltando o foco para a busca de alternativas quanto a utilização do petróleo no transporte e indústria, além de promover meios mais sustentáveis de se obter energia em uma escala global.

Assim, analisando os conceitos tecnológicos básicos envolvidos no mundo cripto e seu crescimento com o passar dos anos, tudo indica que os criptoativos e suas tecnologias vieram para ficar, e assim, conforme essa tecnologia avança, sempre existirão problemas dos mais diversos a serem resolvidos, sejam eles ambientais, de segurança, de escalabilidade ou descentralização. Porém, novos projetos e propostas buscarão resolver tais problemas e substituirão projetos antigos, como é o caso do Bitcoin – que apesar de ser atualmente o projeto mais popular e a criptomoeda com maior valor de mercado, muito por ter sido o primeiro caso de sucesso, já se tornou obsoleto quando comparado a outros projetos, seja em relação a eficiência energética, sustentabilidade ou inovação tecnológica.

 

 

 

Fontes:

https://academy.binance.com/pt/articles/how-does-blockchain-work

https://www.convertstring.com/pt_PT/Hash/SHA256

https://www.bbc.com/news/technology-56012952

https://finance.yahoo.com/news/galaxy-digital-bitcoin-consumes-less-064229894.html

https://docsend.com/view/adwmdeeyfvqwecj2

https://www.jbs.cam.ac.uk/insight/2021/financial-times-bitcoins-growing-energy-problem-its-a-dirty-currency/


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