Como funcionam as transações de Bitcoin?

Como funciona em detalhes o processo real de transação do Bitcoin? Neste artigo, explicamos o processo e termos como prêmios de mineração, nonces e UTXOs.

Principais informações:

• Uma transação de Bitcoin envolve várias etapas que acontecem nos bastidores depois que os usuários pressionam o botão “enviar”.

• As etapas envolvem a criação de um novo endereço exclusivo de Bitcoin, o envio do pagamento, a verificação da transação, a codificação das informações em um novo bloco e a validação de pagamentos usando apenas saídas de transações não gastas (UTXOs) como entradas.

• A velocidade das transações de Bitcoin por minuto e por hora pode variar dependendo das condições da rede.

Bastidores do processo de transação de Bitcoin

Vamos apresentar os procedimentos de transação do Bitcoin com o seguinte cenário:

Bob, um comerciante on-line, decide aceitar Bitcoin como pagamento.

Alice, uma compradora, tem bitcoins e quer comprar uma mercadoria de Bob.

As carteiras são arquivos que fornecem acesso a vários endereços de Bitcoin. Um endereço é uma sequência de letras e números, como: 1HULMwZEPkjEPech43BeKJL1ybLCWrfDpN. Cada endereço tem seu próprio saldo de bitcoins, e os usuários podem criar quantos endereços quiserem. Imagine os endereços como contas bancárias que funcionam de forma um pouco diferente.

Para se aprofundar no próprio Bitcoin, leia O que é Bitcoin? Um guia completo para iniciantes em cripto .

Criação de um novo endereço

O software cliente Bitcoin gera endereços Bitcoin para os usuários. Quando Bob cria um novo endereço, o que ele está realmente fazendo é gerar um “par de chaves criptográficas”, composto de uma chave privada (que somente o usuário conhece) e uma chave pública (que é conhecida por qualquer pessoa).

Ao assinar uma mensagem com uma chave privada, ela pode ser verificada com o uso da chave pública correspondente. O novo endereço Bitcoin de Bob representa uma chave pública exclusiva, e a chave privada correspondente é armazenada em sua carteira. A chave pública permite que qualquer pessoa verifique se uma mensagem assinada com a chave privada é válida.

Envio de um pagamento

A carteira de Alice contém as chaves privadas de cada um de seus endereços. Ela informa ao seu cliente Bitcoin que gostaria de transferir BTC para o endereço de Bob. O cliente Bitcoin então assina sua solicitação de transação com a chave privada do endereço do qual está transferindo bitcoins. Qualquer pessoa na rede pode agora usar a chave pública para verificar se a solicitação de transação está realmente vindo do proprietário legítimo da conta.

Em outras palavras:

A chave pública é usada para receber bitcoins.

A chave privada é usada para assinar transações para gastar esses bitcoins.

Ao gastar bitcoins, o proprietário atual apresenta sua chave pública e assinatura digital em uma transação de Bitcoin. A transação é assinada digitalmente por uma chave privada, que indica a autorização para gastar os fundos referenciados pela transação.

Com a chave pública e a assinatura digital, todos na rede Bitcoin podem verificar e aceitar a transação como válida, confirmando que a pessoa que está transferindo os bitcoins os possuía no momento da transferência.

Como os mineradores ganham dinheiro: Prêmios de minerador pela verificação de transações

Suponha que Gary, Glenn e George sejam mineradores de Bitcoin. Seus computadores agrupam as transações dos últimos 10 minutos em um novo bloco de transações. Cada bloco inclui uma transação “coinbase” que paga 50 bitcoins ao minerador vencedor – nesse caso, Gary. Um novo endereço é criado na carteira de Gary com o saldo de bitcoins recém-criados.

Além disso, os mineradores recebem as taxas pagas pelos usuários que enviam transações. A taxa é um incentivo para que o minerador inclua a transação em seu bloco.

O que é o halving do Bitcoin e como ele afeta as recompensas de mineração? Descubra aqui.

Sequência de transações

• A transação é transmitida na rede Bitcoin, onde cada participante valida e propaga a transação até que ela atinja quase todos os nós da rede.

• A transação é verificada por um nó de mineração e incluída em um bloco de transações que é registrado na blockchain.

• Uma vez registrada na blockchain e confirmada por blocos subsequentes suficientes, a transação torna-se uma parte permanente do ledger distribuído aberto do Bitcoin e é aceita como válida por todos os participantes.

• Os bitcoins recebidos pelo novo proprietário como parte da transação podem então ser gastos em uma nova transação.

Qual é a velocidade das transações de Bitcoin por segundo?

Agora, quanto tempo tudo isso leva?

O Bitcoin gerencia uma taxa de transferência média de transações de sete transações por segundo (tps), o que equivale a 420 transações de Bitcoin por minuto; 25.200 transações por hora; e mais de 600.000 transações de Bitcoin por dia. Embora isso possa parecer muito, ainda é pouco em comparação com sistemas de transação mais estabelecidos, como o Visa, que pode lidar com milhares de tps.

Codificação de informações em um bloco: Hashes criptográficos

É a codificação criptográfica que torna a blockchain tão segura, em que as funções de hash criptográfico transformam uma coleção de dados em uma cadeia alfanumérica com um comprimento fixo, chamada de valor de hash.

Mesmo pequenas alterações nos dados originais mudarão drasticamente o valor de hash resultante. É essencialmente impossível prever qual conjunto de dados inicial criará um valor de hash específico.

Por exemplo:

Nonces

Para criar valores de hash diferentes a partir dos mesmos dados, o Bitcoin usa nonces. A alteração do nonce resulta em um valor de hash muito diferente.

Os computadores de mineração calculam novos valores de hash com base em uma combinação do valor de hash anterior, o novo bloco de transação e um nonce. A criação de hashes é computacionalmente trivial, mas o sistema Bitcoin exige que o novo valor de hash tenha uma forma específica – especificamente, ele deve começar com um determinado número de zeros.

Os mineradores não têm como prever qual nonce produzirá um valor de hash com o número necessário de zeros à esquerda. Portanto, eles são forçados a gerar muitos hashes com nonces diferentes até encontrarem um que funcione.

Mas onde está a transação não confirmada de Alice no nonce?

Enquanto isso, a transferência de Alice para Bob fica enterrada sob outras transações mais recentes. Embora ainda não tenha sido registrada na blockchain, ela já está na fila para ser confirmada e essas informações não podem mais ser alteradas. Para que alguém modificasse os detalhes, seria necessário refazer o trabalho realizado por Gary (já que qualquer alteração exigiria um nonce vencedor completamente diferente) e, em seguida, refazer o trabalho de todos os mineradores subsequentes, o que é praticamente impossível.

Saída de transação não gasta (UTXO)

Antes de introduzir as saídas de transações não gastas (UTXOs), precisamos conhecer a entrada e a saída das transações de Bitcoin.

Entrada

Um input é uma referência a um output de uma transação anterior. Todos os valores de entrada da nova transação (o valor total da moeda dos resultados anteriores referenciados pelas entradas da nova transação) são somados e o total (menos qualquer taxa de transação) é totalmente usado pelos resultados da nova transação.

Em geral, uma transação inclui várias entradas.

Saídas

Uma saída contém instruções para o envio de bitcoins. A saída de uma transação inclui o valor que essa saída terá quando for reivindicada.

Saída de transação não gasta (UTXO)

Como cada saída de uma determinada transação só pode ser gasta uma vez, as saídas de todas as transações incluídas no blockchain podem ser classificadas como saídas de transações não gastas (UTXOs) ou saídas de transações gastas. Para que um pagamento seja válido, ele deve usar apenas UTXOs como entradas.

A figura acima mostra as partes principais de uma transação de Bitcoin. Cada transação tem pelo menos uma entrada e uma saída, e cada entrada gasta os satoshis pagos a uma saída anterior. Em seguida, cada saída aguarda como UTXO até que uma entrada posterior a gaste. Quando a carteira de Bitcoin de um usuário indica um saldo de 10.000 satoshis, isso significa, na verdade, que ele tem 10.000 satoshis aguardando em um ou mais UTXOs.

UTXO durante as transações

Imagine que alguém tenha usado o endereço 1HULMwZEPkjEPech43BeKJL1ybLCWrfDpN para receber bitcoins duas vezes antes. A transação de 5 de fevereiro de 2019 contém 4.000 satoshis, e a transação de 9 de março de 2019 contém 6.000 satoshis. A blockchain do Bitcoin não os ajudará a somar o saldo de modo que exista um registro com 1HULMwZEPkjEPech43BeKJL1ybLCWrfDpN: 10.000. Em vez disso, toda vez que um usuário quiser gastar seus bitcoins, ele deverá desbloquear as transações que lhe pertencem (com bitcoins enviados para sua chave pública), uma a uma.

Por exemplo, para enviar 3.000 satoshis , basta desbloquear a transação datada de 5 de fevereiro de 2019 ou a transação datada de 9 de março de 2019, pois ambas contêm mais de 3.000 satoshis.

Mas para enviar 8.000 satoshis, ambas as transações precisam ser desbloqueadas para gastar todos os bitcoins em uma nova transação, pois não é permitido o gasto parcial; o usuário deve usar todos os bitcoins que desbloqueou. Se o usuário pretendia enviar apenas 8.000 satoshis, ele ainda precisa gastar 10.000 satoshis na nova transação e, em seguida, enviar 2.000 satoshis de volta para um endereço que lhe pertença.

Veja uma introdução à negociação de Bitcoin neste artigo.

Palavras finais: Pagamento com Bitcoin

Embora as transações com Bitcoin funcionem sem problemas, os pagamentos de varejo na vida real com BTC ainda são prejudicados pela baixa velocidade das transações. No entanto, fazer pagamentos reais com o Bitcoin é uma das principais funcionalidades do BTC que Satoshi Nakamoto imaginou no white paper Bitcoin . A camada 2 do Bitcoin, denominada Lightning Network, atualmente oferece uma solução para esse problema de escalabilidade.

Leia mais sobre como fazer pagamentos quase instantâneos com o Bitcoin por meio da Lightning Network.

Faça a diligência devida e sua própria pesquisa

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