Uma transação precisa ser autorizada e validada antes de ser adicionada ao blockchain. Ela deve passar por vários procedimentos essenciais. Um deles é a autenticação de transações. Vamos focar na autenticação de chave criptográfica, autorização de prova de trabalho, função de mineração e o uso recente de protocolos Proof of Stake (PoS) em redes blockchain.

Autenticação

Embora a blockchain original fosse descentralizada (sem um banco ou órgão regulador controlando quem pode fazer transações), as transações precisam ser autenticadas. Os mineiros fazem isso com chaves criptográficas, uma sequência de informações semelhantes a uma senha. Essas chaves identificam um usuário e concedem acesso à sua “conta” ou “carteira”.

Cada usuário tem uma chave privada única e uma chave pública visível para todos. A combinação das duas cria uma identidade digital segura. Isso permite a autenticação de transações através de assinaturas digitais, que “desbloqueiam” a transação desejada.

Autorização

Os mineiros devem autorizar uma transação antes de sua inclusão em uma blockchain depois que os usuários concordarem com ela.

O consenso é necessário para incluir uma transação em uma blockchain pública. Para que uma transação seja válida, a maioria dos “nós” (ou computadores) da rede deve concordar. O sistema utiliza recompensas para atrair os proprietários das máquinas da rede para verificar as transações. Este procedimento é chamado de “proof of work”.

Proof of Work

No Proof of Work, os usuários que possuem computadores na rede devem resolver um quebra-cabeça matemático para adicionar um bloco à cadeia. A mineração é o processo de encontrar uma solução, e o sistema recompensa os mineiros com criptomoedas.

No entanto, a mineração é difícil. A probabilidade de resolver o quebra-cabeça matemático é de cerca de 1 em 5,9 trilhões. A única forma de fazer isso é por tentativa e erro. Isso consome muita energia e exige computadores poderosos. Como levaria um ano de computador para resolver o problema, os benefícios da mineração devem compensar os custos dos computadores e da eletricidade.

Eficácia da mineração

De acordo com o Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index, o consumo anual de eletricidade da rede de mineração de bitcoin é próximo a 70 terawatt-hora (TWh). Isso torna a rede a 40ª maior consumidora mundial de eletricidade. Os dados de 2016 compilados pela CIA mostraram que a Irlanda, classificada em 68º lugar, utiliza pouco mais de um terço do consumo do Bitcoin, ou 25 TWh. A Áustria, classificada em 42º lugar, utiliza 64,6 TWh anualmente.

O problema com o Proof of Work

Os mineiros frequentemente reúnem recursos por meio de esquemas, juntando um número considerável de mineiros. Isso permite alcançar economias de escala. Os mineiros dividem as recompensas e taxas da rede de blocos.

À medida que a blockchain cresce, a dificuldade do problema e o tamanho da rede aumentam. Isso dispersa ainda mais a cadeia e torna o hack ou sabotagem mais desafiadores. Porém, na realidade, um pequeno número de pools de mineração controla a maior parte da energia mineradora. Essas grandes organizações possuem a capacidade necessária para sustentar e expandir uma rede de blockchain baseada na validação Proof of Work.

Proof of Stake

Posteriormente, as redes de blockchain utilizaram métodos consensuais de validação “Proof of Stake“, que exigem que os participantes tenham uma participação na blockchain, tipicamente possuindo uma parte da criptomoeda, para ter a chance de escolher, confirmar e validar as transações, garantindo a autenticação de transações de forma eficiente. Como não há necessidade de mineração, isto conserva uma quantidade significativa de recursos computacionais.

Além disso, os “Contratos Inteligentes” que completam automaticamente as transações quando critérios específicos são satisfeitos, agora fazem parte das tecnologias de blockchain.