Como funciona o Bitcoin: transações, blocos e mineração passo a passo

O Bitcoin funciona como um grande livro-razão público, copiado em milhares de computadores, em que só entra uma nova página (um bloco) depois que alguém prova ter feito um trabalho computacional caro. Esse desenho permite que desconhecidos concordem sobre quem tem quanto, sem precisar confiar uns nos outros.

Para entender o mecanismo, vale seguir o caminho de uma transação do começo ao fim.

1. Chaves e endereços: quem pode gastar

Cada carteira de Bitcoin guarda um par de chaves criptográficas:

• Chave privada: um número secreto que funciona como a assinatura do dono. Quem tem a chave privada pode gastar as moedas.
• Chave pública: derivada da privada, permite que qualquer um confira a assinatura sem descobrir o segredo.

O endereço que você passa para receber pagamentos é gerado a partir da chave pública. Por isso é seguro compartilhá-lo, mas nunca a chave privada ou a frase de recuperação. Veja O que é autocustódia.

2. A transação: gastar saídas antigas, criar saídas novas

O Bitcoin não trabalha com “saldos” como uma conta bancária. Ele usa o modelo de saídas não gastas (UTXO, na sigla em inglês). Cada vez que você recebe bitcoins, surge uma saída associada ao seu endereço. Para pagar alguém, a carteira:

1. escolhe saídas suas que somem pelo menos o valor desejado;
2. cria uma saída para o destinatário e, se sobrar, uma saída de troco de volta para você;
3. assina tudo com a chave privada.

A diferença entre o que entra e o que sai na transação é a taxa paga ao minerador. Entenda como ela é calculada em Como funcionam as taxas do Bitcoin.

3. A rede: nós conferem e espalham

A transação assinada é enviada para os nós da rede, computadores que rodam o software do Bitcoin e guardam uma cópia da blockchain. Cada nó confere, por conta própria, se:

• as assinaturas são válidas;
• as saídas usadas existem e ainda não foram gastas;
• a transação segue as regras do protocolo.

Se estiver tudo certo, a transação vai para a mempool, a fila de transações que aguardam confirmação, e é repassada aos outros nós.

4. O bloco: mineradores competem

Mineradores escolhem transações da mempool, normalmente as que pagam mais taxa por espaço, e montam um bloco candidato. Para que o bloco seja aceito, eles precisam encontrar um número (o nonce) que, combinado aos dados do bloco e passado pela função SHA-256, gere um resultado abaixo de um alvo definido pela rede.

Não existe atalho: a única forma é testar trilhões de possibilidades. Esse é o proof of work, ou prova de trabalho. O primeiro minerador que encontra uma solução divulga o bloco, e os nós conferem se ele é válido. Detalhes em Como funciona a mineração de Bitcoin.

5. A corrente: por que é difícil falsificar

Cada bloco carrega o hash do bloco anterior. Alterar uma transação antiga mudaria o hash daquele bloco e quebraria a ligação com todos os seguintes. Um fraudador teria de refazer a prova de trabalho de todos esses blocos, mais rápido do que o resto da rede somada, o que exige um poder computacional enorme.

6. Confirmações: quando considerar o pagamento concluído

Quando sua transação entra em um bloco, ela tem 1 confirmação. Cada novo bloco em cima dele soma mais uma. Quanto mais confirmações, mais improvável é reverter a transação. Para valores altos, muitas empresas esperam algo como 3 a 6 confirmações, o que leva cerca de 30 a 60 minutos.

As regras que ninguém muda sozinho

• Um bloco novo surge, em média, a cada 10 minutos.
• A cada 2.016 blocos (cerca de duas semanas), a dificuldade é ajustada para manter esse ritmo, mesmo que entrem ou saiam mineradores.
• A recompensa por bloco cai pela metade a cada 210 mil blocos: o halving.
• A oferta total nunca passa de 21 milhões de bitcoins.

Mudar essas regras exigiria que a maior parte dos usuários, nós e mineradores adotasse um software diferente, algo muito difícil de impor.

Resumo

Chaves provam a posse, nós conferem as regras, mineradores ordenam as transações em blocos e a prova de trabalho torna o histórico caro de falsificar. Juntas, essas peças fazem o Bitcoin funcionar sem uma autoridade central.