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O QUE É A ETHEREUM?

O que é a Ethereum?

Ethereum é a base para uma nova era da internet:

Novo na Ethereum? Você está no lugar correto. Vamos começar com a imagem geral.
Uma internet onde o dinheiro e os pagamentos são embutidos.

Uma internet onde os usuários podem possuir seus dados, e seus aplicativos não os espionam nem roubam.
Uma Internet onde todos têm acesso a um sistema financeiro aberto.
Uma internet construída sobre infraestruturas de acesso aberto e neutro, não controladas por qualquer empresa ou pessoa.
Lançada em 2015, Ethereum é a principal blockchain programável do mundo.

Como outras blockchains, Ethereum tem uma criptomoeda nativa chamada ether (ETH). ETH é dinheiro digital. Se você ouviu falar de Bitcoin, o ETH tem muitas das mesmas características. É puramente digital e pode ser enviado instantaneamente a qualquer pessoa do mundo. O fornecimento de ETH não é controlado por nenhum governo ou empresa – é descentralizado, e é escasso. Pessoas ao redor de todo o mundo usam ETH para fazer pagamentos, como um meio de valor ou como garantia.

Mas, ao contrário de outras blockchains, a Ethereum pode fazer muito mais. A Ethereum é programável, o que significa que os desenvolvedores podem usá-la para construir novos tipos de aplicativos.

Estos aplicativos descentralizados (ou “dapps”) ganham os benefícios da tecnologia de criptomoeda e blockchain. Eles podem ser confiáveis, o que significa que, uma vez que são “enviados” para a Ethereum, eles serão sempre executados como programados. Podem controlar os activos digitais para criar novos tipos de aplicações financeiras. Podem ser descentralizados, o que significa que nenhuma entidade ou pessoa os controla.

Agora, milhares de desenvolvedores em todo o mundo estão construindo aplicativos na Ethereum e inventando novos tipos de aplicativos, muitos dos quais você pode usar hoje:

Carteiras de criptomoedas que permitem pagamentos baratos instantâneos com ETH ou outros ativos
Aplicações financeiras que permitem que você empreste, pegue emprestado ou invista seus ativos digitais
Mercados descentralizados que permitem que você troque ativos digitais, ou até mesmo negocie “previsões” sobre eventos no mundo real
Jogos onde você possui ativos no jogo, e pode até mesmo ganhar dinheiro real
E muito, muito mais.
A comunidade Ethereum é a maior e mais ativa comunidade de blockchain do mundo. Inclui desenvolvedores do protocolo central, investigadores criptomoeconómicos, cypherpunks, organizações de mineração, titulares de ETH, desenvolvedores de aplicativos, usuários comuns, anarquistas, empresas da Fortune 500 e, a partir de agora, você.

Não há nenhuma empresa ou organização centralizada que controle a Ethereum. Ethereum é mantida e melhorada ao longo do tempo por uma comunidade global diversificada de colaboradores que trabalham em tudo desde o protocolo central até aplicações de consumidores. Este site, tal como o resto da Ethereum, foi construído – e continua a ser construído – por uma coleção de pessoas que trabalham em conjunto.
By Ethereum.org

 

Introdução

Ainda confuso? É aí que entra este post. Meu objetivo é explicar como o Ethereum funciona em um nível técnico, sem matemática complexa ou fórmulas assustadoras. Mesmo que você não seja um programador, espero que saia com pelo menos um melhor domínio da tecnologia. Se algumas partes são muito técnicas e difíceis de grocar, tudo bem! Não há realmente necessidade de entender cada pequeno detalhe. Eu recomendo apenas focar na compreensão das coisas em um nível mais amplo.

Muitos dos tópicos abordados nesta postagem são uma análise dos conceitos discutidos no papel amarelo. Eu adicionei minhas próprias explicações e diagramas para tornar a compreensão do Ethereum mais fácil. Os corajosos o suficiente para enfrentar o desafio técnico também podem ler o papel amarelo Ethereum.

Vamos começar!

Definição de blockchain

  • “Criptograficamente seguro” significa que a criação de moeda digital é protegida por algoritmos matemáticos complexos que são obscenamente difíceis de quebrar. Pense em uma espécie de firewall. Eles tornam quase impossível enganar o sistema (por exemplo, criar transações falsas, apagar transações, etc.)
  • “Máquina singleton transacional” significa que há uma única instância canônica da máquina responsável por todas as transações sendo criadas no sistema. Em outras palavras, existe uma única verdade global em que todos acreditam.
  • “Com estado compartilhado” significa que o estado armazenado nesta máquina é compartilhado e aberto a todos.

Ethereum implementa este paradigma blockchain.

O paradigma da cadeia de blocos Ethereum explicado

Com a máquina de estado de Ethereum, começamos com um “estado de gênese”. Isso é análogo a uma tela em branco, antes que qualquer transação tenha acontecido na rede. Quando as transações são executadas, esse estado de gênese passa para algum estado final. Em qualquer momento, este estado final representa o estado atual de Ethereum.

O estado de Ethereum tem milhões de transações. Essas transações são agrupadas em “blocos”. Um bloco contém uma série de transações e cada bloco é encadeado junto com seu bloco anterior.

Para causar uma transição de um estado para o outro, uma transação deve ser válida. Para que uma transação seja considerada válida, ela deve passar por um processo de validação conhecido como mineração. Mineração é quando um grupo de nós (ou seja, computadores) gasta seus recursos de computação para criar um bloco de transações válidas.

Qualquer nó na rede que se declara um minerador pode tentar criar e validar um bloco. Muitos mineiros de todo o mundo tentam criar e validar blocos ao mesmo tempo. Cada minerador fornece uma “prova” matemática ao submeter um bloco ao blockchain, e essa prova funciona como uma garantia: se a prova existe, o bloco deve ser válido.

Para que um bloco seja adicionado ao blockchain principal, o minerador deve prová-lo mais rápido do que qualquer outro minerador concorrente. O processo de validação de cada bloco fazendo com que um minerador forneça uma prova matemática é conhecido como uma “prova de trabalho”.

Um mineiro que valida um novo bloco é recompensado com uma certa quantidade de valor por fazer este trabalho. Qual é esse valor? O blockchain Ethereum usa um token digital intrínseco chamado “Ether”. Cada vez que um mineiro prova um bloqueio, novos tokens de Ether são gerados e concedidos.

Você pode se perguntar: o que garante que todos fiquem em uma cadeia de blocos? Como podemos ter certeza de que não existe um subconjunto de mineiros que decidirá criar sua própria cadeia de blocos?

Anteriormente, definimos um blockchain como uma máquina singleton transacional com estado compartilhado . Usando essa definição, podemos entender que o estado atual correto é uma única verdade global, que todos devem aceitar. Ter vários estados (ou cadeias) arruinaria todo o sistema, porque seria impossível concordar sobre qual estado era o correto. Se as correntes divergissem, você poderia ter 10 moedas em uma corrente, 20 em outra e 40 em outra. Nesse cenário, não haveria como determinar qual cadeia era a mais “válida”.

Sempre que vários caminhos são gerados, ocorre uma “bifurcação”. Normalmente queremos evitar bifurcações, porque elas interrompem o sistema e forçam as pessoas a escolher em qual corrente elas “acreditam”.

Para determinar qual caminho é mais válido e prevenir múltiplas cadeias, Ethereum usa um mecanismo chamado “protocolo GHOST”.

“FANTASMA” = “Subárvore Observada Mais Pesada e Gananciosa”

Em termos simples, o protocolo GHOST diz que devemos escolher o caminho que teve mais computação feita nele . Uma forma de determinar esse caminho é usar o número de bloco do bloco mais recente (o “bloco folha”), que representa o número total de blocos no caminho atual (sem contar o bloco de gênese). Quanto maior o número do bloco, mais longo o caminho e maior o esforço de mineração que deve ter sido feito para chegar à folha. Usar esse raciocínio nos permite concordar com a versão canônica do estado atual.

Agora que você obteve uma visão geral de 10.000 pés do que é um blockchain, vamos nos aprofundar nos componentes principais que compõem o sistema Ethereum:

  • contas
  • Estado
  • gás e taxas
  • transações
  • blocos
  • execução da transação
  • mineração
  • prova de trabalho

Uma observação antes de começar: sempre que digo “hash” de X, estou me referindo ao hash KECCAK-256 , que o Ethereum usa.

Contas

Existem dois tipos de contas:

  • Contas de propriedade externa, que são controladas por chaves privadas e não têm nenhum código associado a elas.
  • Contas de contrato, que são controladas por seu código de contrato e têm um código associado a elas.

Contas de propriedade externa vs. contas de contrato

Ao contrário das contas de propriedade externa, as contas de contrato não podem iniciar novas transações por conta própria. Em vez disso, as contas de contrato só podem disparar transações em resposta a outras transações que receberam (de uma conta de propriedade externa ou de outra conta de contrato). Aprenderemos mais sobre chamadas de contrato a contrato na seção “ Transações e mensagens ”.

Portanto, qualquer ação que ocorra no blockchain Ethereum é sempre posta em movimento por transações disparadas de contas controladas externamente.

Estado da conta

  • nonce : se a conta for uma conta de propriedade externa, este número representa o número de transações enviadas do endereço da conta. Se a conta for uma conta de contrato, o nonce é o número de contratos criados pela conta.
  • saldo : o número de Wei pertencentes a este endereço. Existem 1e + 18 Wei por Éter.
  • storageRoot : Um hash do nó raiz de uma árvore Merkle Patricia (explicaremos as árvores Merkle mais tarde). Esta árvore codifica o hash do conteúdo de armazenamento desta conta e está vazia por padrão.
  • codeHash : O hash do código EVM (Ethereum Virtual Machine – mais sobre isso depois) desta conta. Para contas de contrato, este é o código que obtém hash e armazenado como o codeHash . Para contas de propriedade externa, o campo codeHash é o hash da string vazia.

Estado mundial

Uma árvore Merkle (ou também conhecida como “trie Merkle”) é um tipo de árvore binária composta por um conjunto de nós com:

  • um grande número de nós folha na parte inferior da árvore que contém os dados subjacentes
  • um conjunto de nós intermediários, onde cada nó é o hash de seus dois nós filhos
  • um único nó raiz, também formado a partir do hash de seus dois nós filhos, representando o topo da árvore

Os dados na parte inferior da árvore é gerado através da divisão dos dados que deseja armazenar em pedaços , em seguida, dividindo os pedaços em baldes , e, em seguida, tendo o hash de cada balde e repetindo o mesmo processo até que o número total de hash restante se torna apenas um: o hash raiz.

Esta árvore deve ter uma chave para cada valor armazenado dentro dela. Começando no nó raiz da árvore, a chave deve informar qual nó filho seguir para obter o valor correspondente, que é armazenado nos nós folha. No caso do Ethereum, o mapeamento de chave / valor para a árvore de estado é entre endereços e suas contas associadas, incluindo o balance, nonce, codeHash e storageRoot para cada conta (onde o storageRoot é uma árvore).

Fonte: whitepaper Ethereum

Essa mesma estrutura é usada também para armazenar transações e recebimentos. Mais especificamente, cada bloco tem um “cabeçalho” que armazena o hash do nó raiz de três estruturas diferentes de trie Merkle, incluindo:

  1. Estado trie
  2. Teste de transações
  3. Trie de recibos

A capacidade de armazenar todas essas informações de forma eficiente nas tentativas do Merkle é incrivelmente útil no Ethereum para o que chamamos de “clientes leves” ou “nós leves”. Lembre-se de que um blockchain é mantido por vários nós. Em termos gerais, existem dois tipos de nós: nós completos e nós leves.

Um nó de arquivo completo sincroniza o blockchain baixando a cadeia completa, do bloco gênesis para o bloco principal atual, executando todas as transações contidas nele. Normalmente, os mineradores armazenam o nó de arquivo completo, porque são obrigados a fazer isso para o processo de mineração. Também é possível baixar um nó completo sem executar todas as transações. Independentemente disso, qualquer nó completo contém a cadeia inteira.

Mas, a menos que um nó precise executar todas as transações ou consultar facilmente os dados históricos, não há realmente necessidade de armazenar toda a cadeia. É aqui que entra o conceito de um nó de luz. Em vez de baixar e armazenar a cadeia completa e executar todas as transações, os nós de luz baixam apenas a cadeia de cabeçalhos, do bloco de gênesis ao cabeçote atual, sem executar nenhuma transação ou recuperar qualquer estado associado. Como os nós de luz têm acesso a cabeçalhos de bloco, que contêm hashes de três tentativas, eles ainda podem gerar e receber facilmente respostas verificáveis ​​sobre transações, eventos, saldos, etc.

Isso funciona porque os hashes na árvore Merkle se propagam para cima – se um usuário mal-intencionado tentar trocar uma transação falsa na parte inferior de uma árvore Merkle, essa mudança causará uma mudança no hash do nó acima, o que mudará o hash do nó acima dele, e assim por diante, até que eventualmente mude a raiz da árvore.

Qualquer nó que deseja verificar um dado pode usar algo chamado “prova Merkle” para fazer isso. Uma prova Merkle consiste em:

  1. Um pedaço de dados a ser verificado e seu hash
  2. O hash raiz da árvore
  3. O “branch” (todos os hashes parceiros subindo ao longo do caminho do pedaço à raiz)

Qualquer pessoa que ler a prova pode verificar se o hash para aquele galho é consistente em todo o caminho para cima na árvore e, portanto, se o pedaço dado está realmente naquela posição na árvore.

Em resumo, o benefício de usar uma árvore Merkle Patricia é que o nó raiz dessa estrutura é criptograficamente dependente dos dados armazenados na árvore e, portanto, o hash do nó raiz pode ser usado como uma identidade segura para esses dados. Como o cabeçalho do bloco inclui o hash raiz do estado, transações e árvores de recebimento, qualquer nó pode validar uma pequena parte do estado de Ethereum sem a necessidade de armazenar todo o estado, que pode ser potencialmente ilimitado em tamanho.

Gás e pagamento

Gás é a unidade usada para medir as taxas exigidas para um determinado cálculo. O preço do gás é a quantidade de éter que você está disposto a gastar em cada unidade de gás e é medido em “gwei”. “Wei” é a menor unidade de Éter, onde 1⁰¹⁸ Wei representa 1 Éter. Um gwei é 1.000.000.000 Wei.

A cada transação, um remetente define um limite e o preço do gás . O produto do preço do gás e do limite do gás representa o valor máximo de Wei que o remetente está disposto a pagar para executar uma transação.

Por exemplo, digamos que o remetente defina o limite do gás para 50.000 e o preço do gás para 20 gwei. Isso implica que o remetente está disposto a gastar no máximo 50.000 x 20 gwei = 1.000.000.000.000.000 Wei = 0,001 Ether para executar essa transação.

Lembre-se de que o limite de gás representa o gás máximo em que o remetente está disposto a gastar dinheiro. Se eles tiverem Ether suficiente em seu saldo de conta para cobrir esse máximo, eles estão prontos para continuar. O remetente é reembolsado por qualquer gás não utilizado no final da transação, trocado pela taxa original.

Caso o remetente não forneça o gás necessário para executar a transação, a transação fica “sem gás” e é considerada inválida. Nesse caso, o processamento da transação é cancelado e quaisquer mudanças de estado ocorridas são revertidas, de modo que acabamos voltando ao estado de Ethereum anterior à transação. Além disso, um registro da falha da transação é registrado, mostrando qual transação foi tentada e onde ela falhou. E como a máquina já se esforçou para fazer os cálculos antes de ficar sem gás, logicamente, nenhum gás é devolvido ao remetente.

Para onde exatamente vai esse dinheiro do gás? Todo o dinheiro gasto com gás pelo remetente é enviado para o endereço do “beneficiário”, que normalmente é o endereço do mineiro. Uma vez que os mineiros estão se esforçando para executar cálculos e validar transações, eles recebem a taxa do gás como recompensa.

Normalmente, quanto mais alto o preço do gás que o remetente está disposto a pagar, maior o valor que o minerador obtém da transação. Assim, é mais provável que os mineiros o selecionem. Dessa forma, os mineiros são livres para escolher quais transações desejam validar ou ignorar. Para orientar os remetentes sobre o preço do gás a ser definido, os mineiros têm a opção de anunciar o preço mínimo do gás pelo qual farão as transações.

Também há taxas de armazenamento

As taxas de armazenamento têm alguns aspectos diferenciados. Por exemplo, uma vez que o aumento do armazenamento aumenta o tamanho do banco de dados de estado Ethereum em todos os nós, há um incentivo para manter pequena a quantidade de dados armazenados. Por esse motivo, se uma transação possui uma etapa que libera uma entrada no armazenamento, a taxa de execução dessa operação é dispensada E um reembolso é concedido pela liberação de espaço de armazenamento.

CONTÍNUA… O que é a Ethereum? PARTE II

Via:
By Ethereum.org

By Preethi kasireddy

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